노즐을 통하여 풍량 Q=0.8m3/s 일 때 마노미터 수두 높이차 h는… | [일반기계기사 필기] 16년 2회차 기출문제 상세 페이지
1[일반기계기사 필기] 16년 2회차
노즐을 통하여 풍량 Q=0.8m3/s 일 때 마노미터 수두 높이차 h는 약 몇 m 인가? (단, 공기의 밀도는 1.2kg/m3, 물의 밀도는 1000kg/m3이며, 노즐 유량계의 송출계수는 1로 가정한다.)
1
0.13
2
0.27
3
0.48
4
0.62
해설
노즐 전후의 압력차를 물기둥 높이로 환산하면 약 0.27 m다.
그림에 관지름 D = 20 cm, 노즐 목지름 d = 12 cm가 주어져 있으므로
V2 = Q/A2 = 0.8 ÷ (π×0.12²/4) = 70.7 m/s
V1 = Q/A1 = 0.8 ÷ (π×0.20²/4) = 25.5 m/s공기에 베르누이식을 적용하면
Δp = (ρ공기/2)(V2² − V1²) = (1.2/2)(70.7² − 25.5²) ≒ 2613 Pa이 압력차를 물 마노미터가 받으므로
h = Δp ÷ (ρ물·g) = 2613 ÷ (1000 × 9.8) ≒ 0.27 m
접근속도 V1을 무시하고 목 속도만 쓰면 0.31 m로 커지므로, 단면 축소 전후 속도를 모두 넣어야 맞는 값이 나온다.
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