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1[대기환경기사 필기] 26년 1회차

직경 10㎛인 구형입자가 20℃ 층류영역의 대기 중에서 낙하하고 있다. 입자의 종말침강속도와 레이놀즈 수는 각각 얼마인가? (단, 20℃에서의 입자의 밀도 1800kg/m³, 공기의 밀도 1.2kg/m³, 점도 1.8×10^-5 kg/m·sec)

3.63×10^-6 m/s, 0.0036

3.63×10^-6 m/s, 2.4×10-6

5.44×10^-3 m/s, 0.0036

5.44×10^-3 m/s, 5.44

해설

종말침강속도는 5.44×10⁻³ m/s, 레이놀즈 수는 약 0.0036이다.
층류영역이므로 Stokes 식  $V_t = \dfrac{d_p^2 (\rho_p - \rho) g}{18 \mu}$  에 대입하면  $V_t = \dfrac{(10 \times 10^{-6})^2 \times (1800-1.2) \times 9.8}{18 \times 1.8 \times 10^{-5}} \approx 5.44 \times 10^{-3}\,\mathrm{m/s}$  이다.
이어서  $Re = \dfrac{\rho V_t d_p}{\mu} = \dfrac{1.2 \times 5.44 \times 10^{-3} \times 10 \times 10^{-6}}{1.8 \times 10^{-5}} \approx 3.6 \times 10^{-3}$  으로, Re가 1보다 훨씬 작아 층류 가정이 타당함을 확인할 수 있다.

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