액면이 높이가 h[m], 배관의 면적이 A[m2], 액체의 비중량이 γ… | [설비보전기사 필기] 20년 2회차 기출문제 상세 페이지
1[설비보전기사 필기] 20년 2회차
액면이 높이가 h[m], 배관의 면적이 A[m2], 액체의 비중량이 γ[N/m3] 일 때 배관을 빠져나오는 유량 Q[m3/s]는? (단, g는 중력가속도[m/s2]이다.)
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해설
토리첼리 정리를 그대로 적용하면 Q = A√(2gh) 다.
그림처럼 자유 수면이 배관 출구보다 h 만큼 높은 탱크에서 유출될 때, 수면과 출구에 베르누이 식을 세우면 위치수두가 전부 속도수두로 바뀐다. 즉 h = v2/2g 에서 유출 속도 v = √(2gh) 다.
유량은 단면적 × 유속이므로
Q = A·v = A√(2gh) [m3/s]
단위도 m2 × √(m/s2 · m) = m2 · m/s = m3/s 로 맞아떨어진다.비중량 γ 는 압력을 수두로 바꿀 때 p/γ 형태로 들어가는 값이라 자유 수면에서의 유출 속도에는 영향을 주지 않는다. γ 가 곱해지거나 근호 안에 들어간 식은 단위부터 m3/s 가 되지 않고, A와 h만 곱한 식은 부피(m3)일 뿐 유량이 아니다.
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