파이프 내의 유동에서 속도함수 V가 파이프 중심에서 반지름방향으로의 거… | [일반기계기사 필기] 22년 2회차 기출문제 상세 페이지

파이프 내의 유동에서 속도함수 V가 파이프 중심에서 반지름방향으로의 거리 r에 대한 함수로 다음과 같이 나타날 때 이에 대한 운동에너지 계수(또는 운동에너지 수정계수, kinetic energy coefficient) α는 약 얼마인가? (단, V0는 파이프 중심에서의 속도, Vm은 파이프 내의 평균 속도, A는 유동 단면, R은 파이프 안쪽 반지름이고, 유속 방정식과 운동에너지 계수 관련 식은 아래와 같다.)

1.01

1.03

1.08

1.12

1/7제곱 법칙과 유사한 지수법칙(n=1/6) 속도분포를 갖는 난류 파이프 유동의 운동에너지 보정계수는 지수법칙 차수가 커질수록(속도분포가 평평해질수록) 1에 가까워지는데, n=1/6인 경우 적분 결과 α는 약 1.08로 알려져 있다(참고로 층류 포물선 분포는 α=2, 난류 1/7제곱 법칙은 α≈1.06~1.08 범위).