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1[7급 국가직 전달현상] 26년 1회차

용매가 수평원형관을 Reynolds 수가 1인 층류로 흐르고, 관벽으로부터 용질이 용매로 확산되고 있다. 용매에 대한 용질의 확산계수는  $2 \times 10^{-9}\ \mathrm{m^2\,s^{-1}}$ 이고, Schmidt 수는 500이다. 계의 물질전달계수( $k_c$ ), 평균 유속( $U$ ), Fanning 마찰계수( $f$ )의 관계가 다음과 같을 때, Sherwood 수는? $\dfrac{k_c}{U} = \dfrac{f}{2}$

1,000

2,000

4,000

해설

Sherwood 수는 4,000 이다.
원형관 층류의 Fanning 마찰계수는  $f = \dfrac{16}{Re} = 16$  이므로 주어진 관계에서  $\dfrac{k_c}{U} = 8$  이다.
Sherwood 수를 무차원수의 곱으로 바꾼다.
 $Sh = \dfrac{k_c D}{D_{\mathrm{AB}}} = \dfrac{k_c}{U} \cdot \dfrac{U D}{\nu} \cdot \dfrac{\nu}{D_{\mathrm{AB}}} = \dfrac{k_c}{U} \cdot Re \cdot Sc$ 
값 대입:  $Sh = 8 \times 1 \times 500 = 4000$

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