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1[정수시설운영관리사 3급 1차] 23년 1회차

관수로 흐름에 대한 내용이다. ( )에 들어갈 내용은?

Chezy 평균유속공식은 (    )에서 직접 유도할 수 있다.

1
Bernoulli의 에너지방정식
2
Euler의 운동방정식
3
질량보존의 법칙인 연속방정식
4
Darcy-Weisbach의 마찰손실공식
해설

Chezy 평균유속공식 V=CRIV=C\sqrt{RI} 는 Darcy-Weisbach 마찰손실공식을 관수로 흐름에 대해 정리하면 그대로 얻어진다.

Darcy-Weisbach 식은 hL=fLDV22gh_L=f\dfrac{L}{D}\dfrac{V^2}{2g} 이고, 동수경사 I=hLLI=\dfrac{h_L}{L} 와 원형 만관의 경심 관계 D=4RD=4R 를 대입하면 I=f4RV22gI=\dfrac{f}{4R}\dfrac{V^2}{2g} 가 된다.

이를 유속에 대해 풀면 V=8gfRIV=\sqrt{\dfrac{8g}{f}}\sqrt{RI} 이므로, Chezy 계수 C=8g/fC=\sqrt{8g/f} 가 마찰손실계수 f에서 직접 나온다는 점이 핵심이다.

  • Bernoulli 에너지방정식은 손실을 고려하지 않는 이상유체의 에너지 보존식이라 마찰항이 없다.
  • 연속방정식은 질량보존을 나타내는 식이어서 유속과 단면적의 관계만 준다.
  • Euler 운동방정식은 점성을 무시한 유체의 운동방정식이므로 마찰손실이 들어가지 않는다.

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