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1[9급 지방직 화학공학일반] 11년 1회차
간격이 10mm인 두 평판 사이에 점도가 10 g/cmㆍsec인 뉴튼(Newtonian)액체가 채워져 있다. 두 평판 중 아래의 평판을 고정시키고 위의 평판을 3m/sec의 속도로 이동 시킬 때 발생하는 전단응력[N/m2]은?
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해설

뉴턴 법칙으로 계산하면 전단응력은 300 N/m2N/m^{2}이다.

점도 환산: 10 g cm−1s−1=10 P=1 Pa s10\ \mathrm{g\,cm^{-1}s^{-1}}=10\ \mathrm{P}=1\ \mathrm{Pa\,s}
속도구배: dudy=30.01=300 s−1\dfrac{du}{dy}=\dfrac{3}{0.01}=300\ \mathrm{s^{-1}}

τ=μdudy=1×300=300 N m−2\tau=\mu\dfrac{du}{dy}=1\times 300=300\ \mathrm{N\,m^{-2}}

평판 사이 층류에서는 속도분포가 선형이므로 속도구배를 평판 속도 ÷ 간격으로 구한다.

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