일반기계기사 2019.03.03 1차 유체역학 문제 풀이

기출문제 : https://www.comcbt.com/xe/ny/3579727

* 단위가 헥갈릴 때에는 SI 단위계의 kg, N, m, s, Pa 단위로 통일해서 계산하면 된다.

1. 답 2

원관, 난류에서 압력 손실 

유체의 속도는 2배, 마찰계수가 1/√2 이 되면

압력손실은 속도의 제곱에 비례하고 마찰계수에 비례하므로

2^2 x 1/√2 = 2√2

2. 답 2

 

밀도 = 비중 x 물의 밀도 = 0.9 x 1000 kg/m^3 = 900 kg/m^3

Re = 900 x 3 x 0.03 / 0.3 = 270 

3. 답 1

소리의 속도

속도 = SQRT ( 2200e6 / 890 ) = 1572 m/s

4. 답 1

진공 압력계로 75 mmHg (부압) 이면 대기압이 760 mmHg 이므로

절대압력 = 760 -75 = 685 mmHg (685 mm의 수은 기둥의 압력)

수은의 비중이 13.6 이므로

수은의 밀도 = 수은의 비중 x 물의 밀도 = 13.6 x 1000 = 13600 kg/m3 

절대압 = 수은의 밀도 x 중력가속도 x 높이 = 13600 x 9.8 x 0.685 = 91300 Pa = 91.3 KPa

5. 답 3

점성계수 = 밀도 x 동점성계수  

밀도 = 비중 x 물의 밀도 = 1.2 x 1000 kg/m^3 = 1200 kg/m^3

동점성계수 =  10 cm^2/s = 10 e-4 m^2/s

점성계수 = 밀도 x 동점성계수 =  1200 x 10 e-4 = 1.2 Pa s

6. 답 2

선단으로부터의 거리가 x 일때 경계층의 두께는 에 정비례 한다.

거리가 2배가 되었으므로 두께는 배 만큼 커지므로 답은 mm

7. 답 3

이상기체의 레이놀즈수를 구하는 문제

이상기체의 상태방정식

p = 380 kPa = 380e3 Pa

T = 27 + 273 = 300 K

Rspecific = 187.8 Nm/ (kg K) 

-> ρ = P / ( Rspecific T) = 6.74 kg/m3

V = 6 m/s

L = 0.05 m

점성계수 = 1.77e-5 kg/(ms)

Re = 1.14e5 -> 상임계 레이놀즈수 4000 보다 크므로 난류영역

8. 답 3

9. 답 3

10. 답 1

절대압 = 밀도 x 중력가속도 x 높이 = 850 x 9.8 x 10 = 83300 Pa = 83.3 KPa

밀도 = 비중 x 물의 밀도 = 0.85 x 1000 kg/m3 = 850 kg/m3

11. 답 2

펌프의 효율 = 1000 kg/m3 x 9.8 x 1.2 m3 / 60 s x 30 m / 7350 W = 0.8 

12. 답 3

연속방정식 문제

13. 답 1

피토관 -> 베르누이의 정리

0.5 x 1000 kg/m3 x 3^2 m/s = 1000 kg/m3 x 9.8 x z

z = 0.5 x 9 / 9.8 = 0.46 m

14. 답 4

15. 답 4

16. 답 4

17. 답 4

골프공의 딤플은 

전체적인 항력을 감소시킨다.

경계층의 박리를 지연시킨다. -> 점성저항 보다는 압력저항을 감소시킨다.

층류경계층을 난류경계층으로 천이시킨다.

18. 답 

베르누이 정리의 가정

정상유동

비압축성 유체

비점성 유체

동일한 유선

19. 답 3

관성력, 점성력, 표면장력이 중요한 마이크로채널 내부의 유동에서 중요한 무차원 수

Reynolds 수 : 관성력/점성력

Weber 수 : 관성력/표면장력

20. 답 1

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