가스기사 기출문제·모의고사·오답노트·자동채점

2014년03월02일 3번

[가스유체역학]
안지름이 D인 실린더 속에 물이 가득 채워져 있고, 바깥지름이 0.8D인 피스톤이 0.1m/s의 속도로 주입되고 있다. 이때 실린더와 피스톤 사이의 틈으로 역류하는 물의 평균속도는 약 몇 ㎧인가?

  • ① 0.178
  • ② 0.213
  • ③ 0.313
  • ④ 0.413
(정답률: 47%)

문제 해설

피스톤이 주입되는 속도는 0.1m/s 이므로, 단위 시간당 주입되는 물의 부피는 π(0.8D/2)^2 × 0.1 = 0.04πD^2 m^3 이다. 이 부피는 실린더 내부에 있는 물의 부피와 같아야 하므로, 피스톤이 주입되는 동안 역류하는 물의 부피는 0.04πD^2 m^3 이다.

이 역류하는 물의 평균속도는 역류하는 물의 부피를 주입되는 물의 부피로 나눈 것이므로, 평균속도는 0.04πD^2 / (πD^2 × 0.1) = 0.4/10 = 0.04 m/s 이다. 이 값을 1000으로 나누면 0.04 m/s = 0.04 × 1000 mm/s = 40 mm/s 이므로, 보기에서 정답은 0.178이다.

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