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1[소방설비기사(기계분야) 필기] 26년 1회차

직경이 D/2인 출구를 통해 유체가 대기로 방출될 때, 이음매에 작용하는 힘은? (단, 마찰손실과 중력의 영향은 무시하고, 유체의 밀도 = p 단면적  $A = \dfrac{\pi}{4} D^2$ )

해설

출구 단면적이 D/2로 줄어드므로 연속방정식에 의해 출구 유속은 입구 유속 V의 4배(면적비의 역수)가 된다. 베르누이식으로 입구압력  $P_1=\tfrac{15}{2}\rho V^2$ 을 구하고 운동량방정식  $F=\dot m(V_2-V_1)-P_1A_1$ 에 대입하면 이음매에 작용하는 힘의 크기는  $\dfrac{9}{2}\rho V^2A$ 가 된다.

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