설계 사례: 소화기를 통한 흐름

소화기는 가압수를 사용하여 노즐을 통해 강력한 흐름을 생성합니다.

내부의 물은 주변 대기보다 훨씬 높은 압력으로 저장되어 소화기가 작동될 때 물이 흐르도록 합니다.

유체 역학 방정식은 물이 노즐에서 얼마나 빨리 나오고 시간이 지남에 따라 얼마나 많이 배출되는지를 결정하기 위해 적용됩니다.

첫 번째 단계는 소화기 내부와 노즐 외부의 압력 사이의 압력 차이를 이해하는 것입니다.

이 압력 차이는 물의 움직임을 주도합니다. 압력과 속도를 관련시키는 베르누이 방정식을 적용하여 노즐에서 나오는 물의 속도를 계산합니다.

노즐 직경이 작을수록 물이 떠날 때 가속되어 압력이 속도로 변환됩니다.

출구 속도를 계산한 후 유량을 결정합니다. 유속은 연속성 방정식을 사용하여 계산되며, 이는 노즐을 통해 흐르는 물의 양이 일정하도록 합니다.

유속은 물의 속도에 노즐의 단면적을 곱하여 계산됩니다.