소방설비기사(기계분야)
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  4. 40번

2012년03월04일 40번

[소방유체역학]
그림과 같은 큰 탱크에 연결된 길이 100 m, 직경 20cm인 원관에 부차적 손실계수가 5인 밸브 A가 부착되어 있다. 탱크 수면으로부터 관 출구까지의 전체 손실수두에 가장 가까운 것은? (단, 관 입구에서의 부차적 손실계수는 0.5, 관마찰계수는 0.02 이고 평균속도는 v이다.)

  • ①
  • ②
  • ③
  • ④
(정답률: 46%)

문제 해설

밸브 A가 부착된 원관에서의 손실수두는 다음과 같다.

$h_A = frac{K_A}{2g}v^2 = frac{5}{2g}v^2$

원관에서의 마찰손실수두는 다음과 같다.

$h_f = ffrac{L}{D}frac{v^2}{2g} = 0.02frac{100}{0.2}frac{v^2}{2g} = 10frac{v^2}{2g}$

원관 입구에서의 부차적 손실수두는 다음과 같다.

$h_e = frac{K_e}{2g}v^2 = frac{0.5}{2g}v^2$

따라서 전체 손실수두는 다음과 같다.

$h_{total} = h_A + h_f + h_e = frac{5}{2g}v^2 + 10frac{v^2}{2g} + frac{0.5}{2g}v^2 = frac{21}{2g}v^2$

여기서 평균속도 v는 다음과 같다.

$v = frac{Q}{A} = frac{0.1^2pi}{4}times 2 = 0.0157 m/s$

따라서 전체 손실수두는 다음과 같다.

$h_{total} = frac{21}{2times 9.81}times 0.0157^2 approx 0.002 m$

따라서 정답은 ""이다.
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