2007년01월28일 2번
[비행원리] 유관의 입구지름이 20cm 이고 출구의 지름이 40cm 이다. 이 때 입구에서의 유체속도가 4m/s 이면출구에서의 유체 속도는 약 몇 m/s 인가?
- ① 1
- ② 2
- ③ 4
- ④ 16
(정답률: 51%)
문제 해설
유체의 연속성 방정식에 의하면 유체의 질량 유량은 일정합니다. 즉, 입구와 출구에서의 유체의 질량 유량은 같습니다.
질량 유량은 다음과 같이 표현할 수 있습니다.
질량 유량 = 유체의 밀도 x 단면적 x 유체의 속도
입구와 출구에서의 유체의 밀도는 같으므로, 단면적과 유체의 속도의 비례 관계를 이용하여 다음과 같은 식을 세울 수 있습니다.
입구의 단면적 x 입구에서의 유체 속도 = 출구의 단면적 x 출구에서의 유체 속도
이를 출구에서의 유체 속도에 대해 정리하면 다음과 같습니다.
출구에서의 유체 속도 = (입구의 단면적 / 출구의 단면적) x 입구에서의 유체 속도
입구의 지름이 20cm 이므로 반지름은 10cm, 출구의 지름이 40cm 이므로 반지름은 20cm 입니다.
따라서,
출구에서의 유체 속도 = (10cm / 20cm)^2 x 4m/s = 1m/s
즉, 정답은 "1" 입니다.
질량 유량은 다음과 같이 표현할 수 있습니다.
질량 유량 = 유체의 밀도 x 단면적 x 유체의 속도
입구와 출구에서의 유체의 밀도는 같으므로, 단면적과 유체의 속도의 비례 관계를 이용하여 다음과 같은 식을 세울 수 있습니다.
입구의 단면적 x 입구에서의 유체 속도 = 출구의 단면적 x 출구에서의 유체 속도
이를 출구에서의 유체 속도에 대해 정리하면 다음과 같습니다.
출구에서의 유체 속도 = (입구의 단면적 / 출구의 단면적) x 입구에서의 유체 속도
입구의 지름이 20cm 이므로 반지름은 10cm, 출구의 지름이 40cm 이므로 반지름은 20cm 입니다.
따라서,
출구에서의 유체 속도 = (10cm / 20cm)^2 x 4m/s = 1m/s
즉, 정답은 "1" 입니다.
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