일반기계기사 기출문제·모의고사·오답노트·자동채점

2021년03월07일 55번

[기계유체역학]
동점성계수가 1×10-4 m2/s인 기름이 안지름 50mm의 관을 3m/s의 속도로 흐를 때 관의 마찰계수는?

  • ① 0.015
  • ② 0.027
  • ③ 0.043
  • ④ 0.061
(정답률: 56%)

문제 해설

기름의 동점성계수가 매우 작기 때문에 이 관의 유동은 저항이 거의 없는 것으로 간주할 수 있다. 따라서, 관의 마찰계수는 유체의 점성에 의한 것이 아니라, 관의 형상에 의한 것이 된다. 안지름 50mm의 원형 관의 경우, Darcy-Weisbach 방정식을 사용하여 마찰계수를 계산할 수 있다. 이 경우, Re = 3 × 50 / (1 × 10^-4) = 1.5 × 10^6 이므로, 유동은 극한 유동 영역에 해당한다. 이 경우, Darcy-Weisbach 방정식은 다음과 같이 간소화될 수 있다.

f = 0.005 / (1 + 3.6 log(50/0.03))^2

여기서, f는 관의 마찰계수이다. 이 식을 계산하면, f = 0.043 이므로, 정답은 "0.043" 이다.

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