5.2C 아래 그림과 같이 4개의 배관으로 연결된 시스템에서 유동이 정상상태로 유출입 한다. 3개의 배관을 흐르는 질량유량(kg/s)이 그림과 같이 주어진 경우 4번째 배관에서 질량유량은 얼마인가?a) 13 kg/s b) 9 kg/s c) 6 kg/s d) 5 kg/s e) 4 kg/s5.18 물 제트 펌프에서 일부 단면적 0.01 m2에 제트의 속도는 30 m/s이며 이 제트를 중심으로 유인되는 물이 흐른다. 이 제트와 동반유동의 총면적은 0.075 m2이다. 이 두 유동이 잘 섞여 같은 단면적의 출구에서 평균속도 6 m/s로 유출된다. 야수유량(즉 동반 유체의 유량)을 liter/s의 단위로 구하라.5.30 주사기 플런저가 20 mm/s의 정상상태로 움직이고 주사바늘 구멍으로 나가는 체적유량의 0.1만큼 플런저에서 누출된다면 주사바늘 출구에서의 평균속도는 얼마인가? 주사기와 바늘의 내경은 각각 20 mm, 0.7 mm이다.5.41 그림과 같이 자유제트유동이 쐐기로 분출된다. 총 제트유동 중에 일부는 30° 만큼 휘어져 흐르고 나머지는 휘어지지 않는다. 이 쐐기를 고정시키시 위해서는 수평력(FH)과 수직력(FV)가 각각 필요하다. 중력을 무시할 수 있으며 유체 속도는 일정하게 유지된다. 힘의 비(FH/FV)를 구하라.5.74 단면이 원형인 물 제트가 그림과 같이 펠톤 수차의 깃을 향해 수평으로 분사된다. 제트는 대칭이며 속도는 30 m/s로 노즐을 떠난다. 다음의 각 경우 필요한 고정력의 x 방향 성분을 구하라. (a) 깃이 정지된 경우 (b) 깃의 속도를 오른쪽으로 3 m/s의 속도로 제한할 경우. 단, 유체 속도는 깃 표면에 따라 일정하다.5.114 그림과 같이 펌프를 장착한 트럭에서 소화전 위로 최대 18 m까지 유량 0.042 m3/s를 유지한다. 소화전 출구의 내경은 10 cm이며 압력은 69 kPa이다. 수두손실이 무시할 정도로 작다면 펌프가 물에 공급해야 할 동력은 얼마인가?
4.1C 속도장이 아래와 같이 주어져 있다. 이 속도장은 아래와 같이 도시되었다. 이때 화살표는 속도벡터의 크기와 방향을 의미한다. 이 속도장을 가장 잘 표현한 그림은 무엇인가?4.15 비행 중인 비행기의 날개 끝단 주위에 소용돌이 유동(swirl flow)이 발생한다. 특정한 조건에서 이 유동은 u=-Ky/(x2 + y2)과 v=Kx/(x2 + y2)와 같은 속도장으로 근사화될 수 있다. 여기서 K는 비행기와 관련된 여러 가지 변수(비행기 무게, 속도)에 의존하는 상수이며 x와 y는 소용돌이 유동의 중심으로부터 특정된 거리이다. (a) 이 유동에서 속도는 V=K/(x2 + y2)1/2와 같이 중심으로부터 거리에 역비례 함을 보여라. (b) 유선이 동심원임을 보여라.4.22 속도성분이 u=2x, v=-y, w=z로 주어져 있다. 가속도 벡터를 구하라.4.60 유체 내의 온도분포가 T=10x+5y로 주어져 있다. 여기서 x와 y는 m로 수평, 수직 좌표계이며, T는 °C이다. 유체가 다음과 같이 움직일 때 유체입자의 시간에 대한 온도 변화율을 구하라. (a) u=20 m/s, v=0으로 수평이도 (b) u=0, v=20 m/s로 수직이동4.64 수문의 하류영역에서는 그림과 같이 물의 역류영역이 발달할 수 있다. 이 영역에서 아래 그림과 같은 속도분포를 가진다고 하자. 수로의 폭이 6 m일 때 단면 (2)의 검사표면을 통과하는 물의 총유량을 구하라.
3.4C 공기가 흐르고 있을 때 정압이 같은 두 개의 덕트의 파이프 튜브가 위치해 있다. 그림과 같이 액주계에 정체압공과 정압공이 연결되어 있다. 덕트 A는 높이가 h, B는 높이가 2h에 압력계가 나타난다. 덕트 A의 속도 VA와 덕트 B의 속도 VB의 관계는?.a) VB=VA/2 b) VB=20.5VA c) VB=4VA d) VB=2VA e) VB=VA3.3 그림과 같이 단면적이 변하는 수평 파이프를 통하여 정상적으로 물이 흐르고 있다. 중심선을 따라서 속도는 V=3(1+3x)i m/s이고, x의 단위는 m이다. 점성효과는 무시한다. (a) 이 유동을 발생시키는데 필요한 압력구배 ∂p/∂x (x의 함수로)를 구하라. (b) 단면 (1)에서 압력이 345 kPa일 경우 (i) (a)에서 구한 압력구배를 적분하여, (ii) Bernoulli방정식을 적용하여 단면 (2)에서의 압력을 각각 구하라.3.23 한 사람이 105 km/h로 달리는 차에서 창문 밖으로 손을 내밀고 있다. 표준대기압이면 사람 손에서의 최대 압력은 얼마인가? 만약 354 km/h로 운행하는 인디 500이라는 차라면 최대압력은 얼마인가?3.31 그림과 같이 어떤 건물의 1층 수도꼭지로부터 최대 6 m/s의 속도로 물이 나온다. 비점성 정상유동으로 가정할 때, 지하층과 2층의 수도꼭지에서 나올 수 있는 물의 최대속도는 각각 얼마인가? (각 층의 높이는 3.6 m로 가정하라)3.51 그림과 같은 수축 파이프를 통해 물이 흐른다. 액주계의 높이차가 0.2 m로 주어질 때, 유량을 파이프의 작은 직경 D의 함수로 나타내어라.3.109 그림과 같이 노즐로부터 큰 탱크로 물이 정상적으로 흐르고 있다. 물은 다시 직경 d의 제트로 탱크로부터 흘러나간다. 탱크 내의 물의 수위가 일정하게 유질될 때 직경 d의 크기를 구하라. 점성의 영향은 무시한다.3.116 그림과 같은 벤투리 유량계를 통해 유체가 흐를 때, 이상적인 조건에서 유량은 얼마가 되는가?