2012년05월20일 40번

[수질오염방지기술]
직경이 0.5mm이고 비중이 2.65인 구형입자가 20℃ 물에서 침강할 때 침강속도(m/sec)는? (단, 20℃에서 p_w=998.2kg/m³이며, μ=1.002 × 10^-³kg/mㆍsec, Stokes 법칙적용)

① 0.08
② 0.14
③ 0.22
④ 0.32

(정답률: 68%)

문제 해설

Stokes 법칙에 따르면 침강속도는 다음과 같이 계산할 수 있다.

v = (2/9) * (ρ_p - ρ_f) * g * r² / μ

여기서,
- ρ_p는 입자의 비중 (2.65)
- ρ_f는 유체의 밀도 (20℃에서의 물 밀도인 998.2kg/m³)
- g는 중력가속도 (9.81m/s²)
- r은 입자의 반지름 (0.5mm/2 = 0.00025m)
- μ는 유체의 점성도 (1.002 × 10^-³kg/mㆍsec)

따라서,

v = (2/9) * (2.65 - 998.2) * 9.81 * (0.00025)² / (1.002 × 10^-³)
= 0.00022 m/s

따라서, 침강속도는 0.22m/s이다.

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