2021년 토목기사 3회차 47번

Question

안지름 20cm인 관로에서 관의 마찰에 의한 손실수두가 속도수두와 같게 되었다면 이때 관로의 길이는?(단, 마찰저항 계수 f =0.04이다.)

Accepted Answer

**정답 이유:** 이 문제는 관로의 마찰 손실 수두와 속도 수두가 같다는 조건에서 관로의 길이를 구하는 문제입니다. 핵심 개념은 **달시-바이슈바흐(Darcy-Weisbach) 방정식**입니다. 이 방정식은 관로의 마찰 손실 수두($h_f$)를 유속($v$), 관로의 길이($L$), 관로의 지름($D$), 마찰 저항 계수($f$), 중력 가속도($g$)를 이용하여 나타냅니다. **핵심 개념:** 달시-바이슈바흐 방정식에 따르면, 마찰 손실 수두는 다음과 같이 표현됩니다. $h_f = f \frac{L}{D} \frac{v^2}{2g}$ 문제에서 마찰 손실 수두가 속도 수두($\frac{v^2}{2g}$)와 같다고 했으므로, 위 식에서 $h_f = \frac{v^2}{2g}$를 대입하면 다음과 같은 관계를 얻을 수 있습니다. $\frac{v^2}{2g} = f \frac{L}{D} \frac{v^2}{2g}$ 양변의 $\frac{v^2}{2g}$를 소거하면, $1 = f \frac{

2021년 토목기사 3회차 47번 - 기출문제 및 해설

문제 1