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평행하게 놓여 있는 관로에서 4점의 유속이 3m/s, 압력이 294kP… | [토목산업기사 필기] 18년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[토목산업기사 필기] 18년 1회차
평행하게 놓여 있는 관로에서 4점의 유속이 3m/s, 압력이 294kPa이고, B점의 유속이 1m/s이라면 B점의 압력은? (단, 무게 1kg=9.8N)
1
30kPa
2
31kPa
3
298kPa
4
309kPa
해설

B점의 압력은 298kPa이다. 베르누이 방정식을 적용하여 평행하게 놓인 관로(높이 변화 없음)에서 두 점 사이의 압력을 구한다.

베르누이 방정식은
PA+12ρvA2=PB+12ρvB2P_A + \frac{1}{2}\rho v_A^2 = P_B + \frac{1}{2}\rho v_B^2
이고, 이를 정리하면
PB=PA+12ρ(vA2−vB2)P_B = P_A + \frac{1}{2}\rho(v_A^2 - v_B^2)
이다. 주어진 값: A점(유속 3m/s, 압력 294kPa), B점(유속 1m/s)이며, 물의 밀도는 ρ=1000 kg/m31=1000 kg/m3\rho = \frac{1000\text{ kg/m}^3}{1} = 1000\text{ kg/m}^3이다(물의 무게 1kg = 9.8N에서 역산). 동압 항을 계산하면
12×1000×(32−12)=12×1000×8=4000 Pa=4 kPa\frac{1}{2} \times 1000 \times (3^2 - 1^2) = \frac{1}{2} \times 1000 \times 8 = 4000\text{ Pa} = 4\text{ kPa}
이다. 따라서
PB=294+4=298 kPaP_B = 294 + 4 = 298\text{ kPa}
이다.

유속이 감소하면 압력이 증가하는 연속 방정식의 원리에 부합한다.

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