유체역학 정리

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유체역학 정리에 대한 보고서 자료입니다.

본문내용

sec ㉰ 37.59cm/sec ㉱ 370cm/sec
<해설> , m/s=37.59cm/s
《정답》 1.㉰ 2.㉯ 3.㉯ 4.㉱ 5.㉰ 6.㉰ 7.㉮ 8.㉯ 9.㉮ 10.㉰ 11.㉮ 12.㉮ 13.㉰ 14.㉯ 15.㉰ 16.㉰ 17.㉯ 18.㉮ 19.㉮ 20.㉯ 21.㉱ 22.㉱ 23.㉮ 24.㉰ 25.㉮ 26.㉮ 27.㉱ 28.㉯ 29.㉯ 30.㉯ 31.㉱ 32.㉱ 33.㉮ 34.㉮ 35.㉰ 36.㉮ 37.㉮ 38.㉰ 39.㉯ 40.㉱ 41.㉱ 42.㉮ 43.㉰ 44.㉮ 45.㉱ 46.㉮ 47.㉰
제 6 장 유체유동의 손실수두(기사시험에서 2문제~3문제출제됩니다)
(원형관의 손실수두) 여기서 :관마찰 계수, :관의 길이, :관의 직경, :속도
(층류의관 마찰계수)
(2) 비원형단면 여기서, (수력반경)
여기서,
여기서,
(관의 상당길이) 여기서,
원형관속의 손실수두
1. 손실수두
(darcy-weisbch equation)
층류, 난류 모두 적용 :관마찰 계수, :관의 길이, :관의 직경, :속도
2. 관마찰 계수
⇒ 관마찰계수는 레이놀드 수()와 상대조도()의 함수이다.
절대조도 () , 상대조도()
①층류에서 관마찰 계수
,
....①
.....②
①=②
비원형 단면에서의 손실수두
1. 수력반경 () (Hydraulic Radius)
①원형관에 유체가 가득차서 흐르는 경우
비원형 단면의 경우는 원형단면에서 만 대입
2. 손실수두()
(1) 원형단면
(2) 비원형단면
3. 레이놀드 수 (Reynold number) :
(1) 원형단면
(2) 비원형단면
4. 상대조도
(1) 원형단면 :
(2) 비원형단면 :
부차적 손실수두
1.부차적 손실의 종류 :
(1) 단면적 변화에 의한 손실
① BE 적용
② 운동량 방정식 적용
2. 돌연축소관의 손실수두
→ 식 유도 축맥부분과 단면 ②는 단면이 확대되는 구간이므로
Weisbach가 물에 대하여 실험한 축맥계수
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
0.61
0.62
0.63
0.64
0.67
0.7
0.73
0.77
0.84
1
0.41
0.38
0.34
0.29
0.24
0.18
0.014
0.089
0.036
0
3. 관부속품에 의한 손실수두
< 주요부품의 손실계수 >
부 품
그 로 브 밸트 (완전개방)
10
게 이 트 밸브 (완전개방)
0.19
스윙체크 밸브 (완전개방)
2.5
90°엘 보 우 (90°elbow)
0.9
45°엘 보 우 (45°elbow)
0.42
표준 엘보우
0.9
4. 관의 상당길이
① 임의의 부차적 손실수두의 합 ② 관 마찰에 의한 손실수두 (관의 상당길이)
병렬관에서의 손실수두
여기서, (속도)
(관마찰계수)
(유량)
(유량의 합은 같다.) (각 경로의 손실수두는 같다.)
【 6장 과년도문제】
【문제 1】 완전히 난류구역이고 거친 관의 유체흐름 설명으로 옳은 것은?
㉮ 수두손실은 속도의 제곱에 따라서 변화한다. ㉯ 마찰계수는 레이놀드수에만 관계한다.
㉰ 난류막은 조도면을 덮는다. ㉱ 거친 관과 매끈한 관은 같은 마찰계수를 갖는다.
<해설>
【문제 2】 부차적 손실계수값이 5인 밸브를 관마찰계수가 0.025이고 지름이 2cm인 관으로 환산한다면 관의 상당길이는 몇 m인가?
㉮ 4 ㉯ 0.4 ㉰ 2.5 ㉱ 0.25
<해설> 상당길이 : m
【문제 3】 원관 속의 액체의 층류 유동에 있어서 관마찰 계수는?
㉮ 상대 조도만의 함수이다. ㉯ 마하수만의 함수이다. ㉰ 레이놀드수만의 함수이다. ㉱ 프루드수만의 함수이다.
<해설> 관마찰 계수 :
① 층류() : 만의 함수, ② 천이구역() : 상대조도() 와 의 함수
③ 난류() : : 상대조도() 와 의 함수
【문제4】 레이놀드수가 1000인 관에 대한 마찰계수 의 값은 어느 것이 맞는가?
㉮ 0.064 ㉯ 0.022 ㉰ 0.032 ㉱ 0.016
<해설>
【문제 5】 레이놀드수가 500인 관에 대한 마찰계수는 얼마인가?
㉮ 0.24 ㉯ 0.024 ㉰ 0.128 ㉱ 0.012
<해설>
【문제 6】 그림에서 전수두 H에 관한 식으로 맞는 것은? (단, f는 마찰계수, l은 관의 길이, d는 관의 지름, v는 관내의 유속이다.)
㉮ ㉯
㉰ ㉱
<해설> 전수두 ∴ <정답>가
【문제 7】 안지름이 450mm와 300mm인 두 원관을 직접 연결하여 지름이 큰 관에서 작은 관으로 물을 매초 230 수송할 때 연결부의 손실 수두는 약 얼마인가? (단, 수축계수는 0.66이다.)
㉮ 0.045mAq ㉯ 143mAq ㉰ 279mAq ㉱ 88mAq
<해설> ㎥/sec, m/sec, m/sec
∴ mmAq
【문제 8】 물이 갑자기 확대된 원관 속으로 유동할 때 수두손실은? (단, 손실계수는 1로 하고, g는 중력가속도이다.)
㉮ ㉯
㉰ ㉱
<해설> ① 돌연 학대관의 손실 또는
② 돌연 축소관의 손실 여기서,
【문제 9】 관 내의 실제유체 흐름에서 급확대관에서의 손실수두는?
㉮ 압력수두에 직접 비례한다. ㉯ 위치수두에 직접 비례한다.
㉰ 속도수두에 직접 비례한다. ㉱ 유량에 반비례한다.
<해설>
【문제 10】 안지름이 각각 300mm와 400mm의 원관이 직접 연결되어 있다. 지름 300mm 관에서 400mm 관의 방향으로 매초 230의 물이 흐르고 있다. 이 때 돌연 확대 부분에서 수두손실은 약 얼마인가?
㉮ 2.25m ㉯ 0.35m ㉰ 0.269m ㉱ 0.102m
<해설> ,
【문제 11】 지름 인 원형단면과 1변의 길이가 인 정사각형 단면의 관길이, 흐름의 단면적, 유량, 관마찰계수가 각각 같다고 하고 원형단면의 수두손실을 , 정사각형 단면의 수두 손실을 라고 할 때, 수두손실의 비 는?
㉮ 0.996 ㉯ 1.023 ㉰ 0.886 ㉱ 1.130
<해설> , ,
【문제 12】 다음 사항 중 틀린 것은?
㉮ 하겐-포아젤 방정식은 층류에만 적용된다. ㉯ 관내 층류흐름에서 관마찰계수는 64/이다.
㉰ 달시(Darcy)식은 층류, 난류, 흐름에 모두 적용할 수 있다. ㉱ 완전한 난류구역에서 관마찰계수 는 레이놀드수에만 관계된다.
【문제 13】 길이 400m, 안지름이 25cm인 곧고

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