43.배관내 흐르는 유체의 마찰저항에 관한 설명으로 옳은 것은?

① 배관 내경이 2배 증가하면 마찰저항의 크기는 1/4로 감소한다.

정답: X

내경이 2배면 마찰저항은 1/4이 아니라 훨씬 크게 준다. 다르시-바이스바흐 식 Δp = λ · (L/d) · (ρv²/2) 에서 저항은 1/d에 비례하는 듯 보이지만, 유량이 같다면 속도 v가 d²에 반비례해 v²이 d⁴에 반비례하므로, 결국 저항은 대략 1/d⁵로 준다. 곧 2배 굵히면 약 32분의 1이다. 배관을 한 치수만 키워도 압력손실이 확 떨어지는 까닭이다.

② 배관 길이가 2배 증가하면 마찰저항의 크기는 1.4배 증가한다.

정답: X

길이에 비례하므로 2배면 2배다. 1.4배가 아니다.

③ 배관내 유체 속도가 2배 증가하면 마찰저항의 크기는 4배 증가한다.

정답: O

옳다. 마찰저항은 속도의 제곱(v²)에 비례하므로, 속도가 2배가 되면 4배가 된다. 이 하나가 배관 설계의 뼈대다. 유속을 조금만 높여도 압력손실이 급격히 늘기 때문에, 급수배관의 유속을 보통 초당 2미터 안팎으로 제한한다. 더 빠르면 손실도 크고 소음과 워터해머, 관의 침식까지 따라온다.

④ 배관 마찰손실계수가 2배 증가하면 마찰저항의 크기는 4배 증가한다.

정답: X

마찰손실계수(λ)에는 1차로 비례하므로 2배면 2배다. 4배가 아니다.

⑤ 배관내 유체 밀도가 2배 증가하면 마찰저항의 크기는 1/2로 감소한다.

정답: X

밀도(ρ)에도 1차로 비례하므로 2배면 2배로 늘어난다. 줄어들지 않는다.