안지름 40 mm인 원관에 비중 0.8, 점도 2 cP인 액체가 113… | [가스기능장 필기] 19년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[가스기능장 필기] 19년 1회차

안지름 40 mm인 원관에 비중 0.8, 점도 2 cP인 액체가 113 L/min의 유량으로 흐르고 있다. 이 흐름의 레이놀즈수와 유동 상태로 옳은 것은? (단, 1 cP = 10^-3 Pa·s이다.)

약 240, 층류

약 2,400, 천이 영역

약 30,000, 난류

약 24,000, 난류

해설

정답은 약 24,000, 난류이다. 유량에서 평균유속을 구한 뒤 SI 단위로 레이놀즈수를 계산한다.
단면적  $A=\dfrac{\pi}{4}\times0.04^2=1.257\times10^{-3}\ \mathrm{m^2}$ 
유속  $v=\dfrac{0.113/60}{1.257\times10^{-3}}\approx1.5\ \mathrm{m/s}$ 
 $Re=\dfrac{\rho vD}{\mu}=\dfrac{800\times1.5\times0.04}{2\times10^{-3}}=24000$ 
레이놀즈수가 4,000을 크게 넘으므로 난류이다.
약 30,000은 비중 0.8을 적용하지 않고 밀도를 1,000 kg/m³로 둔 값이다.
약 2,400과 약 240은 점도나 관 지름의 단위 환산을 잘못해 10배·100배 작게 나온 값이다.

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