원형관 내에 점성을 갖는 비압축성 Newton 유체가 균일한 속도로 유… | [7급 국가직 전달현상] 24년 1회차 기출문제 상세 페이지
1[7급 국가직 전달현상] 24년 1회차
원형관 내에 점성을 갖는 비압축성 Newton 유체가 균일한 속도로 유입된다. 유체의 흐름 발달에 대한 설명으로 옳은 것만을 모두 고르면? (단, 정상흐름을 가정하고, (, , )는 원통형 좌표이다)ㄱ. 입구영역(entrance region)에서 관의 벽면이 받는 전단응력은 입구로부터의 위치()에 따라 다르다.
ㄴ. 완전발달영역(fully developed region)에서 속도분포는 관 중심으로부터의 위치()에만 의존한다.
ㄷ. 유체의 단위 길이당 압력강하는 완전발달영역이 입구영역보다 크다.
1
ㄱ
2
ㄷ
3
ㄱ, ㄴ
4
ㄴ, ㄷ
해설
입구영역 벽면 전단응력의 위치 의존성과 완전발달영역 속도분포의 단독 의존성만 옳으므로 ㄱ, ㄴ이 옳다.
입구에서는 경계층이 자라며 속도구배가 축방향으로 변하고, 경계층이 관 중심에서 만나면 속도분포가 더 이상 에 따라 변하지 않는 완전발달 상태가 된다.
- ㄱ(옳음): 입구 근처는 벽면 속도구배가 커서 전단응력이 크고, 하류로 갈수록 감소한다.
- ㄴ(옳음): 완전발달영역에서 이다.
- ㄷ(틀림): 입구영역은 벽 전단응력이 크고 유체 가속에 따른 운동량 변화까지 더해져 단위 길이당 압력강하가 완전발달영역보다 크다.
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