2005년05월29일 43번

[작업환경관리대책]
어느 유체관의 동압(Velocity pressure)이 20㎜H₂O 이고 관의 직경이 25㎝일 때 유량(m³/min)은? (단, 21℃ 1기압 기준)

① 약 89
② 약 72
③ 약 67
④ 약 53

(정답률: 50%)

문제 해설

유체관의 동압은 다음과 같이 계산할 수 있다.

동압 = (속도의 제곱) x (유체의 밀도) / 2

여기서 속도는 유체관 내부의 유속이다. 유속은 다음과 같이 계산할 수 있다.

유속 = 유량 / (단면적 x 유체의 속도)

단면적은 유체관의 단면적이고, 유체의 속도는 유체관 내부의 유속을 의미한다. 유체의 속도는 다음과 같이 계산할 수 있다.

유체의 속도 = (동압 x 2 / 유체의 밀도)의 제곱근

따라서 유량은 다음과 같이 계산할 수 있다.

유량 = 단면적 x 유체의 속도 x 유체의 밀도

유체의 밀도는 21℃ 1기압 기준에서 약 1.2kg/m³이다. 유체관의 단면적은 다음과 같이 계산할 수 있다.

단면적 = (π x (직경/2)²) / 10³

따라서 유량을 계산하기 위해서는 유체관의 직경을 미터 단위로 변환해야 한다.

25cm = 0.25m

동압이 20㎜H₂O 이므로, 다음과 같이 유체의 속도를 계산할 수 있다.

유체의 속도 = (20 x 2 / 1000 x 1.2)의 제곱근
= 0.245m/s

유량은 다음과 같이 계산할 수 있다.

유량 = (π x (0.25/2)² x 0.245 x 1.2) x 60
= 53.4m³/min

따라서 정답은 "약 53"이다.

이전 문제 다음 문제