압력 강하를 계산하기 위해 Darcy-Weisbach 방정식을 사용합니다. \[ \Delta P = f \cdot \left( \frac{L}{D} \right) \cdot \left( \frac{\rho v^2}{2} \right) \] 여기서 - \( f \)는 관마찰계수(0.02), - \( L \)은 관의 길이(20m), - \( D \)는 관의 직경, - \( \rho \)는 유체의 밀도, - \( v \)는 유속(30m/s)입니다. 비체적이 \( v_s = 0.1697 \, \text{m}^3/\text{kg} \)이므로, 밀도 \( \rho \)는 다음과 같이 계산됩니다. \[ \rho = \frac{1}{v_s} = \frac{1}{0.1697} \approx 5.892 \, \text{kg/m}^3 \] 그러므로 압력 강하는 \[ \Delta P = 0.02 \times \left( \frac{20}{D} \right) \times \left( \frac{5.892 \times 30^2}{2} \right) \] 관의 직경 \( D \)를 구하기 위해 질량유량을 사용합니다. 질량유량 \(\dot{m} = \rho \cdot A \cdot v\) 여기서 \( A \)는 관의 단면적이므로 \( A = \frac{\pi D^2}{4} \)입니다. 따라서 \[ 18000 \, \text{kg/h} = 5.892 \cdot \left( \frac{\pi D^2}{4} \right) \cdot 30 \] 이를 시간 단위로 변환하고 식을 풀면 \[ \frac{18000}{3600} = 5.892 \cdot \left( \frac{\pi D^2}{4} \right) \cdot 30 \] \[ 5 = 5.892 \cdot \left( \frac{\pi D^2}{4} \right) \cdot 30 \] \[ D^2 = \frac{5 \times 4}{5.892 \times \pi \times 30} \] \[ D \approx 0.091 \, \text{m} \] 따라서 압력 강하를 계산하면 \[ \Delta P = 0.02 \times \left( \frac{20}{0.091} \right) \times \left( \frac{5.892 \times 900}{2} \right) \] \[ \Delta P \approx 5588 \, \text{Pa} \] 따라서 정답은 보기 2: 5588입니다.