2004년03월07일 56번
[기계유체역학] 20℃의 물이 지름 2㎝의 원관속을 흐르고 있다. 층류로 흐를 수 있는 최대 평균속도는 몇 m/s 인가? (단, 임계 레이놀즈수는 2100 이며 20 ℃ 물의 동점성 계수는 1.005x10-6 m2/s이다.)
- ① 24.5
- ② 10.5
- ③ 2.45
- ④ 0.105
(정답률: 27%)
문제 해설
먼저, 레이놀즈수를 구해보자.
Re = (속도 × 직경 × 유체밀도) / 동점성 계수
여기서, 유체밀도는 20℃ 물의 밀도인 1000 kg/m³을 사용한다.
Re = (속도 × 0.02m × 1000kg/m³) / (1.005×10⁻⁶ m²/s)
Re = 1990.05 × 속도
임계 레이놀즈수가 2100이므로, 층류가 발생하는 속도는 다음과 같다.
2100 = 1990.05 × 속도
속도 = 1.055 m/s
하지만, 이는 층류가 발생하는 속도이므로, 최대 평균속도는 이보다 작아야 한다. 따라서, 정답은 "0.105"이다.
Re = (속도 × 직경 × 유체밀도) / 동점성 계수
여기서, 유체밀도는 20℃ 물의 밀도인 1000 kg/m³을 사용한다.
Re = (속도 × 0.02m × 1000kg/m³) / (1.005×10⁻⁶ m²/s)
Re = 1990.05 × 속도
임계 레이놀즈수가 2100이므로, 층류가 발생하는 속도는 다음과 같다.
2100 = 1990.05 × 속도
속도 = 1.055 m/s
하지만, 이는 층류가 발생하는 속도이므로, 최대 평균속도는 이보다 작아야 한다. 따라서, 정답은 "0.105"이다.
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