그림에서 입구 A에서 공기의 압력은 3×105Pa, 온도 20℃, 속도… | [일반기계기사 필기] 20년 3회차 기출문제 상세 페이지
1[일반기계기사 필기] 20년 3회차
그림에서 입구 A에서 공기의 압력은 3×105Pa, 온도 20℃, 속도 5m/s이다. 그리고 출구 B에서 공기의 압력은 2×105Pa, 온도 20℃이면 출구 B에서의 속도는 몇 m/s인가? (단, 압력 값은 모두 절대압력이며, 공기는 이상기체로 가정한다.)
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해설
출구 B에서의 속도는 30 m/s이다.
그림의 관은 지름이 A쪽 20 cm 에서 B쪽 10 cm 로 줄어드는 축소관이다. 압축성 유체라도 정상유동이면 질량유량이 보존되므로 ρAAAVA = ρBABVB 가 성립한다.
이상기체이고 A·B의 온도가 20℃로 같으므로 ρ = P/RT 에서 밀도비는 곧 압력비다.
ρA/ρB = PA/PB = (3×10⁵)/(2×10⁵) = 1.5면적비는 지름비의 제곱이므로 AA/AB = (20/10)² = 4 이다.
VB = VA×(ρA/ρB)×(AA/AB) = 5×1.5×4 = 30 m/s
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