개방된 물탱크 A의 수면으로부터 5m 아래에 지름 10 mm인 오리피스… | [소방시설관리사 1차] 17년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[소방시설관리사 1차] 17년 1회차

개방된 물탱크 A의 수면으로부터 5m 아래에 지름 10 mm인 오리피스를 부착하였다. 그 아래쪽에 설치한 한 변의 길이가 75cm인 정사각형 수조안으로 물을 낙하시켜서 16분 40초 후에 수조의 수심이 0.8m 상승하였다면, 오리피스의 유량계수는? (단, 물탱크 A의 수심은 변화 없고, 수축계수는 1.0, 원주율은 3.0, 중력가속도는 10.0m/s²이다.)

0.45

0.50

0.60

0.75

해설

실측 유량과 이론 유량의 비로 유량계수를 구하며, 수축계수가 1.0이므로 유량계수는 곧 유속계수와 같다.
수조에 모인 물의 부피  $V=0.75\times0.75\times0.8=0.45\ \mathrm{m^3}$ 
실측 유량  $Q_{actual}=\dfrac{0.45}{1000}=4.5\times10^{-4}\ \mathrm{m^3/s}$ 
이론 유속  $V_{th}=\sqrt{2gh}=\sqrt{2\times10\times5}=10\ \mathrm{m/s}$ 
오리피스 단면적  $A=\dfrac{3.0\times(0.01)^2}{4}=7.5\times10^{-5}\ \mathrm{m^2}$ 
이론 유량  $Q_{th}=A V_{th}=7.5\times10^{-4}\ \mathrm{m^3/s}$ 
유량계수  $C=\dfrac{Q_{actual}}{Q_{th}}=\dfrac{4.5\times10^{-4}}{7.5\times10^{-4}}=0.60$ 으로 0.60이다.

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