이상기체 공기가 안지름 0.1m인 관을 통하여 0.2m/s로 흐르고 있… | [일반기계기사 필기] 18년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[일반기계기사 필기] 18년 1회차

이상기체 공기가 안지름 0.1m인 관을 통하여 0.2m/s로 흐르고 있다. 공기의 온도는 20 C, 압력은 100kPa, 기체상수는 0.287kJ/(kg K)라면 질량유량은 약 몇 kg/s인가?

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0.0119

0.0199

해설

질량유량은 밀도에 체적유량(단면적×유속)을 곱해 구한다.
이상기체 상태방정식으로 밀도를 구하면  $\rho=\dfrac{P}{RT}=\dfrac{100}{0.287\times293}\approx1.19\ \mathrm{kg/m^3}$ 이다.
관 단면적은  $A=\dfrac{\pi}{4}\times0.1^2\approx7.85\times10^{-3}\ \mathrm{m^2}$ 이므로 체적유량은  $Q=Av=7.85\times10^{-3}\times0.2\approx1.57\times10^{-3}\ \mathrm{m^3/s}$ 이다.
따라서 질량유량은  $\dot m=\rho Q\approx1.19\times1.57\times10^{-3}\approx0.0019\ \mathrm{kg/s}$ 이다.

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