유체의 유동과 레이놀즈 수

1. 유체의 유동

가. 용어의 정의

 ① 유선 (Stream line) : 유체의 입자들이 흐르는 것을 가상의 선으로 그려 놓은 것​

   ⊙ 유체의 속도벡터와 접속벡터의 외적이 "0"이다.

 

 

    ※ 유선은 서로 교차할 수 없다. 유선은 서로 만날 수 없다.

    ※ 하나의 유선이 둘 이상으로 나뉘어 질 수 없다.

 ② 유적선 : 유체가 흘러 남겨진 자취를 모은 궤적

    ※ 유적선도 서로 교차할 수 없다.

    ※ 정상유동에서는 유선과 유적선이 일치한다.

 ③ 유맥선 : 어떤 특정한 점을 지나간 유체들을 순간적인 움직을 연결한 선

    ※ 담배연기을 촬영한 사진을 순간적인 유맥선의 일종이다.

 ④ 유관 : 유선들로 둘러쌓인 관 모양의 형태

    ※ 유관 내부의 유체가 유관 밖으로 흐르지 않는다.

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2. 정상류와 비정상류

  ① 정상류 : 유체의 흐름이 시간에 따라 변하지 않는 흐름 (흐름 속도가 일정하다)​

  ② 비정상류 : 유체의 흐름이 시간에 따라 변하는 흐름 (흐름의 속도가 일정하지 않다)​

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3. 레이놀즈 수

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 ▣ 유체의 흐름이 층류인지 난류인지를 알기 위한 지수

  ① 층류 : 유체입자가 질서 정연하게 층과 층을 이루면서 흐르는 현상

                  Re 〈 2,100

  ② 전이영역 (천이 · 임계 영역) : 층류와 난류 사이

  ③ 유체의 흐름이 불규칙한 경우

                 Re ≥ 4,000​

    ※ 점성력이 높으면 층류를 이루고, 관성력의 힘이 크면 난류를 일으키는 원인이 된다.​

4. 무차원수 : 단위가 없는 수​​

【 출제 예상 문제 】

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1. 동점성계수가 0.8 × 10-6 인 유체가 내경 20 [㎝]의 배관속을 평균유속 2[m/sec]으로 흐를 때 레이놀즈의 수는

     얼마인가 ?​

2. 지름이 5[㎝]인 원관 속에 비중이 0.55인 유체가 0.01[㎤/sec]의 유속으로 흐르고 있 다. 이 유체의 동점성계수가

     1 × 10-5 일 때 이 유체의 흐름은 어떤 상태인가 ?​

3. 유적선의 설명으로 맞는 것은 ?

   ⊙ 일정한 시간내에 유체 입자가 흘러 남긴 궤적을 말한다.

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4. 굴뚝에서 나온 연기현상을 촬영하였다면 이 형상은 다음 중 무엇에 가장 가까운가 ?  유맥선

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5. 관내에 흐르는 유체의 흐름을 구분하는데 사용되는 레이놀즈 수의 물리적인 의미는 ?​​

6. 유체의 흐름에서 유선이란 무엇인가 ?

  ⊙ 유동장 내에서 속도 벡터의 방향과 접선이 일치하도록 그려진 연속적인 선을 말한다.

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7. 웨버수의 물리적인 의미를 옳게 나타낸 것은 ?​​

8. 다음중 프루드 수의 물리적인 의미는 ?​​

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