2m3의 탱크에 지름이 0.05m의 파이프를 통하여 점성계수가 0.00… | [건설기계설비기사 필기] 21년 3회차 기출문제 상세 페이지

층류를 유지하는 조건에서 최대 유량을 구해야 한다. 레이놀즈 수 $Re = \frac{\rho vD}{\mu}$이고, 층류 유지 조건은 $Re \leq 2000$이다. 물의 밀도 $\rho = 1000 \text{ kg/m}^3$, 지름 $D = 0.05 \text{ m}$, 점성계수 $\mu = 0.001 \text{ Pa·s}$를 대입하면 $2000 = \frac{1000 \times v \times 0.05}{0.001}$에서 $v = \frac{2000 \times 0.001}{1000 \times 0.05} = 0.04 \text{ m/s}$이다. 파이프의 단면적은 $A = \pi r^2 = \pi \times (0.025)^2 = 1.96 \times 10^{-3} \text{ m}^2$이고, 최대 유량은 $Q = vA = 0.04 \times 1.96 \times 10^{-3} = 7.85 \times 10^{-5} \text{ m}^3/\text{s}$이다. 
탱크 2m³를 채우는 데 필요한 시간은 $t = \frac{V}{Q} = \frac{2}{7.85 \times 10^{-5}} = 25,477 \text{ s} = 7.08 \text{ 시간} \approx 7.1 \text{ 시간}$이다.