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그림과 같이 유체가 단면적이 다른 파이프를 통과할 때 단면적 A2지점에… | [건설기계설비기사 필기] 19년 2회차 기출문제 상세 페이지

1[건설기계설비기사 필기] 19년 2회차
그림과 같이 유체가 단면적이 다른 파이프를 통과할 때 단면적 A2지점에서의 유량은 몇 ℓ/s인가? (단, 단면적 A1에서의 유속 V1=4m/s이고, 단면적은 A1=0.2cm2이며, 연속의 법칙을 만족한다.)
문제 이미지
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0.008
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해설

연속의 법칙에 따라 유량은 어느 단면에서나 같으므로 A2 지점의 유량도 0.08 ℓ/s이다.

그림은 유량 Q가 들어와 넓은 단면 A1을 지나 잘록한 목 부분 A2를 통과한 뒤 다시 넓어진 A3으로 빠져나가는 관로다. 단면적이 달라져도 비압축성 정상류에서는 Q=A1V1=A2V2=A3V3Q=A_1V_1=A_2V_2=A_3V_3가 성립한다.

단위를 먼저 정리하면 A1=0.2 cm2=0.2×10−4 m2A_1=0.2\,\mathrm{cm^2}=0.2\times10^{-4}\,\mathrm{m^2}이다.
Q=A1V1=0.2×10−4×4=8×10−5 m3/sQ=A_1V_1=0.2\times10^{-4}\times4=8\times10^{-5}\,\mathrm{m^3/s}
8×10−5 m3/s×1000=0.08 ℓ/s8\times10^{-5}\,\mathrm{m^3/s}\times1000=0.08\,\mathrm{\ell/s}

목 부분에서는 유속이 빨라질 뿐 유량은 변하지 않으므로 A2의 단면적을 몰라도 답을 구할 수 있다.

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