2022년 제22회 · 문제 3 물음 1 · 21점
피토관 동일면적 분할법 풍량·평균풍속·덕트 마찰손실
600 mm × 400 mm 덕트 16개 측정점 동압으로 제연송풍기 풍량, 평균 풍속, 수력지름과 달시-바이스바흐식으로 단위 길이당 마찰손실
검증중 2026. 10. 22. 기준 2027년부터 1차 이동 (추정)
근거 조항 1개
- 유체역학 기본식동압 Pv = ρv²/2, 수력지름, 달시-바이스바흐
원문: 국가법령정보센터
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문제
【문제 3】 다음 물음에 답하시오. (30점)
물음 1) 아래 그림은 정상류가 형성되는 제연송풍기의 상류측 덕트 단면이다. (21점)

〈조건〉 동일면적 분할법 16개점 측정 · ⑥⑦⑩⑪에서 전압−정압 = 86.4 Pa, ②③⑤⑧⑨⑫⑭⑮에서 38.4 Pa, ①④⑬⑯에서 21.6 Pa · 덕트마찰계수 f = 0.01, 유체밀도 ρ = 1.2 kg/m³, 덕트지름은 수력지름 · 소수점 넷째자리에서 반올림
(1) 제연송풍기의 풍량(m³/hr)을 구하시오. (12점)
(2) 덕트내 평균 풍속(m/s)을 구하시오. (3점)
(3) 달시-바이스바흐식을 이용하여 단위 길이당 덕트마찰손실(Pa/m)을 구하시오. (6점)
답안
(1) 풍량
동압 Pv=2ρv2 → v=1.22Pv
| 측정점 | 동압 (Pa) | 풍속 (m/s) | 점 수 |
|---|
| ⑥⑦⑩⑪ | 86.4 | 12 | 4 |
| ②③⑤⑧⑨⑫⑭⑮ | 38.4 | 8 | 8 |
| ①④⑬⑯ | 21.6 | 6 | 4 |
- 한 칸 면적: 0.15 × 0.1 = 0.015 m²
- Q=0.015×(4×12+8×8+4×6)=0.015×136=2.04 m3/s
답: 7,344 m³/hr
(2) 평균 풍속
vˉ=16136= 8.5 m/s (= 2.04 ÷ 0.24)
(3) 단위 길이당 마찰손실
- 수력지름: Dh=P4A=2×(0.6+0.4)4×0.6×0.4=0.48 m
LΔP=fDh12ρvˉ2=0.01×0.481×21.2×8.52=0.903 Pa/m
답: 0.903 Pa/m