유체역학 문제 풀어보기[2](중급난이도)

[이봉달]

☞유체운동학 문제:

(문1)최고 6m/s의 속도로 공기 0.25kg/s(질량유량)를 흐르도록 하는데 필요한 최소 관지름은 몇m인가?

(단, 공기는 27℃로서 기체상수는 287N*m/kg*K이며, 2.3×10^5Pa의 절대압력상태에 있다.)

(문2)압력이 19.6kPa,속도가 3.2m/sec인 물이 어떤송수관 속을 흐르고있다. 이 관의 안지름이 140cm일때

물의 동력은 얼마나 되겠는가?(단, 물의 비중은 1이다.)

(문3)유량 2.3m^3/min 축동력 12kW인 원심펌프의 게이지 압력을 측정하였더니 토출측이 200kPa, 흡입측이

-40kPa이었다. 토출측 압력계는 흡입측보다 50cm위에 설치되어있다. 송출구경 125mm,흡입구경 150mm일때의

펌프효율은 몇%인가?

(문4)공기가 게이지압력 2.06bar의 상태로 지름이 0.15m인 관속을 지나고있다. 이 때 대기압은 1.03bar이고

공기유속이 4m/s라면 질량유량(mass flow rate)을 계산하면 약 몇 kg/s인가? (단, 공기의 온도는 37℃이고,

몇 kg/s인가? (단, 공기의 온도는 37℃이고, 가스상수는 287.1J/kg*K이며 1 bar= 10^5Pa이다.)

(문5)공기가 평균속도 3m/s, 압력 276kN/㎡abs 및 온도 10℃에서 75mm, 관로를 통하여 등온적으로 흐르고있다.

만약 압력이 마찰에 의해서 손실될때 압력이 207kN/㎡abs인곳에서의 평균속도는 얼마인가?

(문6)지름이 150㎝인 원통형 물탱크의 수면 아래 78㎝인 곳의 측벽에 지름이 20mm인 노즐(nozzle)을 설치하였다.

10초 후에 탱크의 수면이 25cm강하하였다고 하면 노즐을 통하여 흐르는 유량은 ㎥/sec로 얼마인가?(단, 흐름은

정상유동이라고 가정한다.)

유체역학 실력이 좋은 분들은 문제풀이좀 제출해보시지요~~

[hee4600]

저는답이: 1. 0.14m , 2. 96.67kw , 3. 78.19%(수정) , 4. 0.245kg/s , 5.좀더생각이필요 , 6.0.044m^3/s

[이봉달]

풀이과정좀 게시해주었으면 합나다.

[소공사]

1번 계산 차이는 질량유량을 체적유량으로 변환시,공기밀도를 나눠주는데, 공기밀도 계산시, 분자량(28.9)를 고려하지 않으신거 같구요. 3번 계산차이는 전양정계산 차이로, H= 24.2[m]로 계산하면,75.8[%]가 맞는거 같습니다.4번문제 차이도 체적유량을 질량 유량으로 전환시 밀도 계산의 분자량 고려여부 차이이며, 밀도(ρ)=PM/RT 를 적용하는것이 맞지않습니까?

[이봉달]

소공사님과 hee4600님은 유체역학실력이 뛰어나신것 같습니다.단위변환도 자유자재로하고 소방기술사 수계소화설비계산문제는 충분히 다푸실수있는 응용력을 갖추고 있는분들같습니다.. 나머지 미달이 아찌들은 더욱분발해주시리라 믿습니다.. 두분다 미래의 강력한 소방술사 예비생인것 같습니다..

[소공사]

과찬이십니다. 좋은문제 주셔서 감사합니다.