유체역학 연습문제

목차

1장 연습문제 : 01~16

2장 연습문제 : 01~13

3장 연습문제 : 01~15

4장 연습문제 : 01~10

본문내용

가로, 세로, 높이가 각각 7cm, 3cm, 4cm인 나무블록의 무게가 420N이다. 이 상자를 물에 띄웠을 때 밑면은 수면 아래로 얼마만큼 가라앉겠는가?
2-9) 무게가 200mN 눈금막대의 지름이 5mm인 비중계를 어떤 액체에 띄웠더니, 비종 1인 물에 띄웠을 때 보다 4mm 더 뜨게 되었다. 이 액체의 비중을 계산 하여라.
물에 띄웠을 때
다른 액체를 띄웠을 때
2-10) 지름 1m 높이 1m인 원통높이 0.5m 까지 물을 넣어 회전시킨다. 물이 넘쳐 흐르지 않는 최대 회전수를 구하여라.
2-11) 원통 속에 물을 넣고 중심축을 회전축으로 하여 각속도로 회전하 고 있다. 중심축과 축으로부터 50mm 떨어진 곳과의 수면 차는 몇 mm인가?
2-12) 그림 2.10 U자관에서 이고 이며 이고 이다. 대기압 bar 이라면 관속의 압력 는 몇 인가?
2-13. 가로 3m, 폭 3m, 길이 4m의 수족 속에 물을 수조 바닥으로부터 2m 채웠 다. 가로방향으로 일정한 수평가속도 =10를 주었을 때 수면과 수평 면이 이루는 각도는 몇 도인가?
수평방향 가속도만 있다면 이다.
이 때 등압선 또는 수평의 기울기는 이다. 기울기는 1.02이다.
3장 연습문제
3-1) 비압축성 유체와 압축성 유체에 대하여 설명하시오.
비압축성 유체 : 압력, 온도에 따라 밀도가 거의 변하지 않는 유체
압축성 유체 : 압력, 온도에 따라 밀도가 변하는 유체
3-2) 정상류와 비정상류에 대해서 설명하시오.
정상류 : 어떤 장소에 있어서 유동의 상태가 시간에 따라 변화하지 않는 경우
비정상류 : 어떤 장소에 있어서 유동의 상태가 시간에 따라 변화하는 유동
3-3) 유체에 미치는 힘에 대해서 설명하고 그 예를 들어보시오.
표면력 : 표면에 작용하는 힘 (압력, 마찰력, 부력)
체적력 : 입자 하나하나에 작용하는 힘 (중력, 관성력)
3-4) 층류와 난류에 대해서 설명하고 실생활에 어떻게 사용되는지 그 예를 들어보 시오.
층류 : 유체의 규칙적인 흐름으로, 흐트러지지 않고 일정하게 흐르는 것
(파이프에 물을 흘릴 경우, 담배 연기
난류 : 유체의 각 부분이 시간적이나 공간적으로 불규칙한 운동을 하면서 흘러가는 것
(수도꼭지에서 흐르는 물)
3-5) 지름 50mm인 관로속을 물이 평균속도 1.5m/s로 흐른다. 유량을 질량유량 kg/s, 중량유량 N/s, 체적유량 /s의 단위로 계산하시오.
　질량유량
　중량유량
　체적유량
3-6) 이웃하는 유선 사이의 간격이 2cm이고, 유속이 5m/s이라면 이 유선사이의 단위 폭 당의 유량은 얼마인가?
Q=AV = = = 0.00157
3-7) 흐름이 비정상류일 때의 유적선을 도시 설명하여라.
비정상류일 때 유선을 나타낸 그림에서 아래에 점으로 보이는 부분이 유적선이다.
3-8) 재떨이에 놓인 담배연기가 가는 선을 이루면서 조용히 상승하고 있다. 이선은 무슨 선이라 할 수 있겠는가? 또 그 이유를 설명하시오.
담배 연기 입자는 모두 담배에서 출발하여 공간을 지나온 입자이기 때문에 유맥선이다.
3-9) 기름으로 채워진 한쪽 면이 막힌 지름 101mm의 실린더 속에 외경 100mm인 피스톤이 0.1m/s의 속도로 삽입될 때, 피스톤과 실린더 사이의 틈으로 역류하 는 기름의 속도를 구하여라.
　속도 :　
3-10) 물이 지름 2.5cm인 관속을 속도가 3m/s로 흐르고 있다. 속도수도와 단위시 간당 관속의 전체의 운동에너지를 구하여라.
속도수두 :
전체운동에너지 : 속도수두면적=
3-11) 밀도 1350인 액체가관속을 흐르고 있다. 관의 중심에서의 압력이 400kPa일 때 압력수두는 얼마이겠는가?
압력수두 :
3-12) 온도 20℃ 기압 101kPa인 대기 속에서 Pitot관을 설치하였다. Pitot관 전압 관과 정압관에 U자관을 연결하니 수주 1.2mm이다. 풍속은 얼마인가?
3-13) 벤튜리관의 입구 쪽 내경이 30mm이고 목 부분의 내경이 15mm이다. 입구와 목에 수은을 넣는 U자관을 설치하여 수은주의 읽음이 2.2mm 유량은 얼마이 겠는가?
3-14 수조의 수심 3m인 곳에 지금 2cm인 구멍이 있다. 이 구멍을 통하여 방출되 는 물의 속도와 유량은 얼마인가?
3-15 강물의 깊이 0.5m인 점의 유속이 2m/s이다. 이 점에 Pitot관의 전압 관을 상 류로 향하여 세울 때 수면과 Pitot관의 수면의 차를 구하시오.
∴ 0.204+0.5=0.704m
4장 연습문제
4-1) 운동량의 차원을 유도하여라.
운동량 방정식 에서 차원
4-2) 운동량정리를 나타내고 설명하시오.
4-3) 연료와 산화제를 함께 싣고 연소가스를 분출하면서 상승하는 로켓의 추진력을 나타내시오.
　추진력
4-4) 지름 100mm인 곧은 원관 속을 물이 흐를 때, 단면 1, 2에 장치한 압력계의 읽음의 차가 1mAq였다. 물이 관벽에 미치는 마찰에 의한 전단력은 얼마인가?
　　
4-5) 지름 200mm인 90°엘보(elbow)의 속을 압력 1.3 bar의 물이 3.5m/s로 흐르 고 있다. 엘보(elbow)의 입구는 x-방향 출구는 y-방향을 향하고 있다. 이 때 엘보를 공정시키는데 필요한 힘의 x방향의 성분 y방향의 성분은 몇 kN 인가?
　
　
4-6) 제트가 평판과 45°의 각도로 충돌할 때 분류의 직경이 3cm 유속이 15m/s 이면 제트가 평판에 수직으로 미치는 힘은 얼마인가? 또 분류방향 힘은 얼마 인가?
4-7) 250rpm으로 회전하는 지름 1.8m 펠턴수차에 지름 50mm 속도 80m/s분류가 충돌하고 있다. 수차의 출력을 구하시오. 단, 깃의 각도는 170°이다.
이므로
4-8) 200N/s의 공기량을 소비하는 제트 엔진이 200m/s에서 작동하여 7000N의 추 진력을 만들기 위하여 얼마의 속도로 가스를 분출하여야 하는가?
4-9) 모터보트가 물 위를 50km/hr의 속력으로 달린다. 배 위에 붙어 있는 프로펠 러를 지난 후의 물의 속도는 9m/s이다. 프로펠러의 지름을 0.4m라 하면, 추진 력은 얼마인가?
4-10) 그림같이 유속 , 직경 d=8cm, 밀도 의 물이 로 후퇴하는 평판에 직각으로 부딪히고 있다. 평판에 작용하는 힘F는 몇 N이겠는가?

키워드

유체역학,   상태방정식,   연습문제,   문제