밀도가 1.225kg/m3인 공기가 20m/s의 속도로 덕트를 통과하고 있을 때 동압(mmH2O)은?

[해설]
이 문제는 덕트 내 공기의 동압을 계산하는 문제입니다.
동압(Pv)은 공기의 운동에너지와 관련된 압력으로, 밀도와 속도의 함수입니다.
동압 공식: Pv = (ρv²)/2g (mmH2O)

[출제 포인트]
1. 동압 계산 공식의 이해와 적용
2. 단위 환산 능력 평가 (Pa → mmH2O)
3. 유체역학 기본 개념 이해

[주요 개념]
1. 동압(Pv) = (ρv²)/2g
- ρ: 공기밀도(kg/m³)
- v: 유속(m/s)
- g: 중력가속도(9.8m/s²)
2. 압력 단위 환산
- 1Pa = 0.102mmH2O
- mmH2O = Pa × 0.102
3. 계산과정
- Pv = (1.225 × 20²)/(2 × 9.8)
- = 245Pa
- = 245 × 0.102 = 25mmH2O
4. 동압은 속도의 제곱에 비례하므로 속도가 2배가 되면 동압은 4배가 됨

동압(Dynamic Pressure) 계산에 대해 자세히 알아보겠습니다!

동압은 유체의 운동에너지와 관련된 압력으로, 피토관 등으로 측정할 수 있습니다. 계산식은 다음과 같습니다:
Pd = (ρV²)/2g (mmH2O)
여기서, ρ: 공기밀도(kg/m³), V: 유속(m/s), g: 중력가속도(9.81m/s²)

주어진 값을 대입하면:
ρ = 1.225 kg/m³
V = 20 m/s
Pd = (1.225 × 20²)/(2 × 9.81) = 25 mmH2O

실무적 의의: 동압 측정은 환기설비의 성능 평가와 덕트 설계에 매우 중요합니다. 특히 국소배기장치의 후드 설계나 덕트 크기 결정에 필수적인 요소입니다.

쉽게 이해하기: 동압은 "움직이는 공기가 가진 힘"이라고 생각하면 됩니다. 속도가 빠를수록, 공기 밀도가 높을수록 동압은 증가합니다.