2017년09월23일 50번

[기계유체역학]
부차적 손실계수가 4.5인 밸브를 관마찰계수가 0.02이고, 지름이 5cm인 관으로 환산한다면 관의 상당길이는 약 몇 m 인가?

① 9.34
② 11.25
③ 15.37
④ 19.11

(정답률: 58%)

문제 해설

부차적 손실계수는 밸브의 손실을 나타내는데, 이 값이 클수록 밸브를 통과하는 유체의 손실이 크다는 것을 의미한다. 관마찰계수는 관의 내부마찰을 나타내는데, 이 값이 클수록 유체가 관 내부에서 마찰을 느끼게 되어 유속이 감소하게 된다.

따라서, 부차적 손실계수와 관마찰계수를 고려하여 유체의 손실을 최소화하기 위해서는 관의 지름을 크게 가져가는 것이 좋다. 이 문제에서는 관의 지름이 5cm로 주어졌기 때문에, 관의 상당길이를 구해서 유체의 손실을 최소화해야 한다.

부차적 손실계수가 4.5인 밸브를 통과하는 유체의 손실은 유체의 속도 제곱에 비례한다. 따라서, 유체의 속도를 줄이기 위해서는 관의 지름을 크게 가져가야 한다. 관의 지름이 5cm인 경우, 유체의 손실을 최소화하기 위해서는 관의 상당길이가 약 11.25m가 되어야 한다.

따라서, 정답은 "11.25"이다.

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