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1[정수시설운영관리사 1급 1차] 20년 1회차
아래 그림과 같이 벤츄리미터가 관로에 연결되어 있다. 벤츄리미터 하부에 연결한 U자형 액주계의 눈금이 6.5 cm의 차이를 보인다면, 이 관내에 흐르는 물의 유량(m3/sec)은 약 얼마인가?
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해설

액주계 눈금 6.5 cm를 수두차로 환산해 벤츄리 유량식에 넣으면 유량은 약 0.021 ㎥/sec가 된다.

그림에서 상류 관지름 D1 = 16 cm, 목 부분 지름 D2 = 8 cm, U자형 액주계의 수은(비중 13.6) 눈금차는 6.5 cm다.
단면적은 A1=π4(0.16)2=0.0201 m2A_{1}=\dfrac{\pi}{4}(0.16)^{2}=0.0201\,\mathrm{m^{2}}, A2=π4(0.08)2=0.00503 m2A_{2}=\dfrac{\pi}{4}(0.08)^{2}=0.00503\,\mathrm{m^{2}} 이다.

수은주 눈금은 그대로 수두차가 아니라 비중차를 곱해 물기둥 높이로 바꿔야 한다.
Δh=R(smsw−1)=0.065×(13.6−1)=0.819 m\Delta h=R\left(\dfrac{s_{m}}{s_{w}}-1\right)=0.065\times(13.6-1)=0.819\,\mathrm{m}

벤츄리미터 유량식에 대입하면 A2/A1=(816)2=0.25A_{2}/A_{1}=\left(\dfrac{8}{16}\right)^{2}=0.25 이므로
Q=A22g Δh1−(A2/A1)2=0.005032×9.8×0.8191−0.252Q=A_{2}\sqrt{\dfrac{2g\,\Delta h}{1-(A_{2}/A_{1})^{2}}}=0.00503\sqrt{\dfrac{2\times9.8\times0.819}{1-0.25^{2}}}
=0.00503×4.138=0.0208 m3/sec=0.00503\times4.138=0.0208\,\mathrm{m^{3}/sec}
따라서 Q≈0.021 m3/secQ\approx0.021\,\mathrm{m^{3}/sec} 이다.

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