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일반기계기사 [기계유체역학] 2014년 1회 기출문제
문제.
절대압력 700 kPa의 공기를 담고 있고 체적은 0.1㎥ 온도는 20℃인 탱크가 있다. 순간적으로 공기는 밸브를 통해 바깥으로 단면적 75 ㎟를 통해 방출되기 시작한다. 이 공기의 유속은 310 m/s이고, 밀도는 6 kg/㎥이며 탱크 내의 모든 물성치는 균일한 분포를 갖는다고 가정한다. 방출하기 시작하는 시각에 탱크 내 밀도의 시간에 따른 변화율은 몇 kg/(㎥·s)인가?
①
-12.338
②
-2.582
③
-20.381
④
-1.395
정답 : ④ -1.395 (2014년 1회)
해설
연속방정식(질량보존)으로 탱크 내 밀도 변화율을 구한다. 유출 질량유량 ṁ=ρAV=6×75×10⁻⁶×310≈0.1395kg/s이며, dρ/dt=-ṁ/V탱크=-0.1395/0.1≈-1.395kg/㎥·s이다.
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