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폭이 a이고 높이가 b인 직사각형 단면을 갖는 배관의 마찰손실수두를 계… | [소방시설관리사 1차] 19년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[소방시설관리사 1차] 19년 1회차
폭이 a이고 높이가 b인 직사각형 단면을 갖는 배관의 마찰손실수두를 계산할 때, 수력반경(hydraulic radius)은?
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해설

직사각형 단면의 수력반경은 유동단면적을 접수길이(둘레)로 나눈 값이므로 ab를 2(a+b)로 나눈 값이 된다.

수력반경의 정의: Rh=APR_h=\dfrac{A}{P}
단면적 A=abA=ab, 접수길이 P=2(a+b)P=2(a+b)
따라서 Rh=ab2(a+b)R_h=\dfrac{ab}{2(a+b)}

마찰손실수두 계산의 레이놀즈수·상당지름에 쓰는 수력직경은 이 값의 4배Dh=4Rh=2aba+bD_h=4R_h=\dfrac{2ab}{a+b}이므로, 2ab를 (a+b)로 나눈 형태는 반경이 아니라 직경에 해당한다. 둘레를 분자에 둔 (a+b)/2ab·(a+b)/4ab 형태는 차원이 길이의 역수가 되어 성립하지 않는다.

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