2009년03월01일 45번

[수리학 및 수문학]
그림과 같이 원형관을 통하여 정상 상태로 흐를 때 관의 축소부로 인한 수두 손실은? (단, V₁=0.5m/s, D₁=0.2m, D₂=0.1m, fC=0.36)

① 0.46cm
② 0.92cm
③ 3.65cm
④ 7.30cm

(정답률: 35%)

문제 해설

원형관을 통해 유체가 흐를 때, 유체의 속도는 관의 단면적이 작아지는 축소부에서 증가하게 됩니다. 이 때, 연속 방정식에 의해 유체의 유량은 일정하므로, 속도가 증가하면 유량이 일정한 상태를 유지하기 위해 단면적이 작아지게 됩니다. 이러한 축소부에서 발생하는 수두 손실은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

Δh = fC * (L/D) * (V^2/2g)

여기서, Δh는 수두 손실, fC는 축소부의 계수, L은 축소부의 길이, D는 축소부의 직경, V는 유체의 속도, g는 중력 가속도입니다.

이 문제에서는 축소부의 길이가 주어지지 않았으므로, 축소부의 길이는 축소부 직경의 10배로 가정합니다. 따라서, L = 1m입니다.

Δh = 0.36 * (1/0.1) * (0.5^2/2*9.81) = 0.46m = 4.6cm

따라서, 수두 손실은 4.6cm입니다.

이전 문제 다음 문제