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1[9급 지방직 화학공학일반] 18년 1회차
4℃의 물이 10mol/s의 몰유속(molar flow rate)으로 단면적이 10cm2인 관을 흐르고 있다. 이 흐름이 플러그 흐름(plug flow)일 때, 관 중심에서의 유속[cm/s]은? (단, 물의 분자량은 18g/mol이다)
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해설

관 중심 유속은 18 cm/s이다.

플러그 흐름은 단면 전체의 속도가 균일하므로 관 중심 유속이 곧 평균유속이다.
u=QA=n˙M/ρAu=\dfrac{Q}{A}=\dfrac{\dot n M/\rho}{A}

4℃ 물의 밀도는 1 g/cm3g/cm^{3}이므로 체적유량을 구해 대입한다.
Q=10×181=180 cm3 s−1Q=\dfrac{10\times18}{1}=180\,\mathrm{cm^3\,s^{-1}}
u=18010=18 cm s−1u=\dfrac{180}{10}=18\,\mathrm{cm\,s^{-1}}

층류 포물선 분포처럼 중심 유속을 평균의 2배로 잡는 것은 플러그 흐름에는 해당하지 않는다.

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