안지름 0.25m, 길이 100m인 매끄러운 수평 강관으로 비중 0.8… | [일반기계기사 필기] 16년 3회차 기출문제 상세 페이지

1[일반기계기사 필기] 16년 3회차

안지름 0.25m, 길이 100m인 매끄러운 수평 강관으로 비중 0.8, 점성계수 0.1Paㆍs인 기름을 수송한다. 유량이 100L/s 일 때의 관 마찰손실 수두는 유량이 50L/s 일 때의 몇 배 정도가 되는가? (단, 층류의 관 마찰계수는 64/Re 이고, 난류일 때의 관 마찰계수는 0.3164Re^-1/4이며, 임계레이놀즈 수는 2300이다.)

1.55

2.12

4.13

5.04

해설

두 유량에서 레이놀즈수로 층류·난류를 먼저 판별한 뒤 손실수두 비를 구해야 한다.
유속은  $V=Q/A$ 로 100L/s일 때 약 2.04m/s, 50L/s일 때 약 1.02m/s이며, 레이놀즈수는 각각 약 4074(난류)와 2037(층류)이다.
마찰계수를 각각  $f=0.3164Re^{-1/4}$ 와  $f=64/Re$ 로 구해 손실수두  $h_f=f\dfrac{L}{D}\dfrac{V^2}{2g}$ 를 비교하면 100L/s일 때가 50L/s일 때의 약 5.04배가 된다.

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