A 광역시 교외에 위치한 산업단지의 노후화된 물탱크 안전진단 결과 철거… | [소방시설관리사 1차] 18년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[소방시설관리사 1차] 18년 1회차

A 광역시 교외에 위치한 산업단지의 노후화된 물탱크 안전진단 결과 철거결정이 내려졌다. 물탱크 구조물을 해체하기 전에 탱크안의 물을 먼저 배수하여야 하는데 수위 변화에 따른 유속 및 유량이 변화할 것으로 예상한다. 물을 대기압 하의 물탱크 바닥 오리피스에서 분출시킬 때 최대유량(m³/s)은 약 얼마인가? (단, 오리피스의 지름은 5cm, 초기수위는 3m 이다)

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해설

초기수위가 가장 높은 시점에서 유속과 유량이 최대가 되며, 이때 최대유량은 약 0.015m³/s로 계산된다.
토리첼리 정리에 따라 유속은  $V=\sqrt{2gh}=\sqrt{2\times9.8\times3}\approx7.67\ \mathrm{m/s}$ 이고, 오리피스 단면적은  $A=\dfrac{\pi}{4}\times0.05^2\approx1.96\times10^{-3}\ \mathrm{m^2}$ 이다.
따라서 최대유량은  $Q=AV\approx1.96\times10^{-3}\times7.67\approx0.015\ \mathrm{m^3/s}$ 이다.

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