2017년 토목기사 1회차 42번

Question

두 수조가 관길이 L =50m, 지름 D =0.8m, Manning의 조도계수 n =0.013인 원형관으로 연결되어 있다. 이 관을 통하여 유량 Q=1.2m^3/s 의 난류가 흐를 때, 두 수조의 수위차( H )는? (단, 마찰, 단면 급확대 및 급축소 손실만을 고려한다.)

Accepted Answer

이 문제는 관수로 흐름에서 발생하는 수위차를 계산하는 문제입니다. 핵심 개념은 **에너지 방정식**과 **마찰 손실 계산**입니다. **정답 이유:** 주어진 유량, 관의 제원, Manning의 조도계수를 이용하여 Darcy-Weisbach 공식을 통해 관 마찰 손실을 계산합니다. 또한, 급확대 및 급축소 손실도 고려해야 하지만, 이 문제에서는 관의 마찰 손실이 수위차의 주된 원인이 됩니다. 에너지 방정식에 따라 두 수조의 수위차는 이 마찰 손실과 같게 됩니다. 계산 결과, 2번 보기인 0.85m가 가장 근접한 값으로 도출됩니다. **핵심 개념:** * **에너지 방정식 (베르누이 방정식 확장):** 유체가 흐르는 두 지점 간의 에너지 손실을 고려하여 수위차를 계산합니다. * **관 마찰 손실 (Darcy-Weisbach 공식):** 관 내부 마찰로 인해 발생하는 에너지 손실을 계산하며, Manning의 조도계수가 사용됩니다. * **부차적 손실 (확대/축소 손실):** 관의 단면

2017년 토목기사 1회차 42번 - 기출문제 및 해설

문제 1