2017년03월05일 73번
[산업환기] 그림과 같이 노즐(Nozzle) 분사구 개구면의 유속을 100%라 하고 분사구 내경을 D라고 할 때 분서구 개구면의 유속이 50%로 감소되는 지점의 거리는?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)
- ① 5D
- ② 10D
- ③ 30D
- ④ 40D
(정답률: 64%)
문제 해설
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P + 1/2ρv^2 + ρgh = 상수
여기서 P는 압력, ρ는 유체의 밀도, v는 유속, h는 유체의 높이를 나타낸다. 이 식에서 상수는 유체의 흐름이 일어나는 전체 영역에서 동일하다.
분사구 개구면에서 유속이 50%로 감소되는 지점에서 압력은 유속이 최대인 지점에서의 압력보다 작아진다. 따라서 Bernoulli 방정식에서 압력항이 작아지면 유속항이 커져야 한다. 유속항이 커지려면 유체의 흐름이 좁아져야 하므로 분사구 내경이 작아져야 한다.
분사구 개구면에서 유속이 50%로 감소되는 지점에서의 유속은 분사구 내경의 절반인 D/2일 때이다. 따라서 분사구 내경이 D일 때, 분사구 개구면에서 유속이 50%로 감소되는 지점의 거리는 30D이다.