20L/min의 물이 그림과 같은 원관에 흐를 때 ⓐ지점에서 요구되는 … | [화공기사 필기] 21년 3회차 기출문제 상세 페이지

ⓐ지점에서 요구되는 압력은 456kPa이다.
베르누이 방정식을 적용한다. 유량 Q=20L/min=3.333×10⁻⁴ m³/s, 단면적은
$A_a=\pi(0.005)^2=1.963\times10^{-5}m^2$, $A_b=\pi(0.005)^2=7.854\times10^{-5}m^2$(D=1.0cm 반경 0.5cm).
속도는 $V_a=Q/A_a=16.98\,m/s$, $V_b=Q/A_b=4.244\,m/s$.
베르누이식:
$P_a=P_b+\rho g h+\frac{1}{2}\rho(V_b^2-V_a^2)$
에서 위치수두항
$\rho g h=1000\times9.8\times50=490000\,Pa=490\,kPa$
속도수두항
$\frac{1}{2}\times1000\times(4.244^2-16.98^2)=\frac{1}{2}\times1000\times(18.01-288.3)=-135140\,Pa\approx-135.1\,kPa$.
대기압 $P_b=101.3kPa$를 더하면
$P_a=101.3+490-135.1\approx456\,kPa$
로 계산되어 456kPa이 요구압력이 된다.