배관에 흐르는 유체의 마찰손실수두에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?
공동주택시설개론- ①배관의 길이에 비례한다.
- ②배관의 내경에 반비례한다.
- ③중력가속도에 반비례한다.
- ④배관의 마찰계수에 비례한다.
- ⑤유체의 속도에 비례한다.
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정답 ⑤ — 달시-바이스바흐(Darcy-Weisbach) 식 에 의해 마찰손실수두는 유속의 일차식에 비례하는 것이 아니라 유속의 제곱()에 비례합니다.
선지별 오답 이유
- ① 배관의 길이는 공식의 분자에 위치하므로 관의 길이가 길어질수록 마찰손실수두는 이에 비례하여 선형적으로 증가합니다.
- ② 배관의 내경은 공식의 분모에 위치하므로 관의 지름이 커질수록 유동 단면적이 넓어져 마찰손실수두는 반비례하여 감소합니다.
- ③ 중력가속도는 속도수두 항의 분모에 위치하므로 손실수두의 크기와 반비례 관계를 가집니다.
- ④ 관벽의 거칠기와 흐름 상태를 반영하는 마찰계수는 공식의 분자에 위치하므로 마찰계수가 커질수록 손실수두는 비례하여 증가합니다.
- ⑤ 유속의 영향은 속도수두 항()에서 나타나므로, 마찰손실수두는 유속의 단순 비례가 아니라 유속의 제곱에 비례합니다.
관련 개념
달시-바이스바흐(Darcy-Weisbach) 공식에 따르면 원형 직관 내 마찰손실수두는 로 정의됩니다. 여기서 는 마찰계수, 은 관의 길이, 는 관의 내경, 는 유속, 는 중력가속도를 의미합니다. 따라서 마찰손실수두는 관의 길이, 마찰계수, 유속의 제곱에 비례하고 관경 및 중력가속도에 반비례합니다.
출처: 한국산업인력공단, Q-Net 자료실 · 공공누리 제1유형 · AI 해설 · 자동 검증 통과