20℃, 120 kPa 오염공기 내경 400 mm 질량유속 1.2 kg/s 평균유속

20℃, 120 kPa 오염공기 내경 400 mm 질량유속 1.2 kg/s 평균유속

 

 

온도 20℃, 압력 120 kPa의 오염공기가

내경 400 mm의 관로 내를 질량유속 1.2 kg/s로 흐를 때

관내의 유체의 평균유속은?

(단, 오염공기의 평균분자량은 29.96이고 이상기체로 취급한다.

1 atm = 1.013×10^5 Pa)

 

 

41. 온도 20˚C 압력 120kPa의 오염공기가 내경 400mm의 관로내를 질량유속 1.2kg/s로 흐를 때 관내의 유체의 평균유속은? (단, 오염공기의 평균분자량은 29.96이고 이상기체로 취급한다. 1atm = 1.013 × 105 Pa)

① 6.47 m/s

② 7.52 m/s

③ 8.23 m/s

④ 9.76 m/s

 

 

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질량유속 = 질량유량

 

 

 

기체의 밀도(d)

d = PM / RT

> R = 0.08206 atm•L/mol•K

> R = 8.314 Pa•m3/mol•K

( 참고 https://ywpop.tistory.com/2933 )

 

 

 

d = PM / RT

= ((120×10^3) × 29.96) / (8.314 × (273.15 + 20))

= 1475.1 g/m3

= 1.4751 kg/m3

 

 

 

400 mm = 40 cm = 0.4 m

---> r = 0.2 m

 

 

 

원의 면적(A)

A = πr^2

= π × 0.2^2

= 0.1256637 m2

---> 관의 단면적

 

 

 

부피유량(= 체적유량) = 단면적 × 평균유속

Q = A × V

 

질량유량 = 밀도 × 단면적 × 평균유속

m = d × A × V

 

 

 

평균유속 = 질량유량 / (밀도 × 단면적)

= (1.2 kg/s) / (1.4751 kg/m3 × 0.1256637 m2)

= 6.47366 m/s

 

 

 

답: ① 6.47 m/s

 

 

 

 

[키워드] 부피유량 기준, 체적유량 기준, 질량유량 기준, 질량유속 기준, 부피유량 사전, 체적유량 사전, 질량유량 사전, 질량유속 사전