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관수로 흐름의 유량이 0.5m3/sec일 때, 각 단면에서의 유속(m/… | [정수시설운영관리사 1급 1차] 19년 2회차 기출문제 상세 페이지

1[정수시설운영관리사 1급 1차] 19년 2회차
관수로 흐름의 유량이 0.5m3/sec일 때, 각 단면에서의 유속(m/sec)은 약 얼마인가? (단, D1=50cm, D2=30cm이다.)
문제 이미지
1
V1 = 2.55, V2 = 7.08
2
V1 = 4.55, V2 = 9.08
3
V1 = 6.55, V2 = 11.08
4
V1 = 8.55, V2 =13.08
해설

연속방정식 Q=A1V1=A2V2Q = A_1 V_1 = A_2 V_2 로 계산하면 V1 ≒ 2.55 m/s, V2 ≒ 7.08 m/s 이다.

그림은 왼쪽의 큰 지름 D1D_1 관이 원뿔형 축소부를 지나 오른쪽의 작은 지름 D2D_2 관으로 이어지는 관수로이며, 각 구간의 유속이 V1V_1, V2V_2 로 표시되어 있다. 유량이 같으므로 단면적이 작아지면 유속은 그만큼 빨라진다.

단면적: A1=π4(0.5)2=0.1963 m2A_1 = \dfrac{\pi}{4}(0.5)^2 = 0.1963\ \mathrm{m^2}
A2=π4(0.3)2=0.0707 m2A_2 = \dfrac{\pi}{4}(0.3)^2 = 0.0707\ \mathrm{m^2}

유속: V1=0.50.1963=2.55 m/sV_1 = \dfrac{0.5}{0.1963} = 2.55\ \mathrm{m/s}
V2=0.50.0707=7.07 m/sV_2 = \dfrac{0.5}{0.0707} = 7.07\ \mathrm{m/s} 로, 보기의 7.08 m/s 와 같은 값이다(반올림 자리 차이).
지름비가 50:3050:30 이므로 유속비는 그 제곱의 역수인 약 1:2.78 이 되는 것과도 맞는다.

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