스프링클러의 중심축을 통해 공급되는 유량은 총3L/s이고 네 개의 회전… | [일반기계기사 필기] 17년 2회차 기출문제 상세 페이지

저항토크가 없으면 분출류의 절대속도 접선성분이 0이 되어야 하므로 ωr = V cos30°가 되고, 각속도는 약 12.25 rad/s이다.
그림에서 회전반지름 r = 0.3 m이고, 각 노즐은 팔 끝에서 꺾여 원주 접선방향과 30°를 이루며 분출한다. 팔이 네 개이므로 한 팔의 유량은 $Q_{1}=\dfrac{3}{4}=0.75\ \mathrm{L/s}$이다.
노즐 단면적과 상대분출속도는
$A=\dfrac{\pi}{4}(0.015)^{2}=1.767\times10^{-4}\ \mathrm{m^{2}}$
$V=\dfrac{0.75\times10^{-3}}{1.767\times10^{-4}}=4.24\ \mathrm{m/s}$
접선성분이 상쇄되는 조건에서
$\omega=\dfrac{V\cos 30^{\circ}}{r}=\dfrac{4.24\times0.866}{0.3}\approx12.25\ \mathrm{rad/s}$
즉 약 12.25 rad/s다. 4.24는 상대분출속도(m/s) 자체이지 각속도가 아니라는 점에 주의한다.