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1[7급 국가직 전달현상] 23년 1회차
동점도가 0.01 cm2 s-1로 일정한 비압축성 유체가 반지름이 10 cm인 관의 입구로 1 cm s-1의 평균 속도로 들어간다. 관의 출구 반지름이 5 cm일 때, 출구에서 유체의 Reynolds 수(Re)는? (단, 정상상태이고, 어떠한 손실도 없다)
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1,000
2
2,000
3
4,000
4
6,000
해설

출구에서의 Reynolds 수는 4,000이다.

비압축성 정상 흐름이므로 부피 유량이 보존된다.
v2=v1(r1r2)2=1×(105)2=4 cm s−1v_2=v_1\left(\dfrac{r_1}{r_2}\right)^2=1\times\left(\dfrac{10}{5}\right)^2=4\,\mathrm{cm\,s^{-1}}

출구 지름은 10 cm이므로
Re=v2D2ν=4×100.01=4000\mathrm{Re}=\dfrac{v_2D_2}{\nu}=\dfrac{4\times10}{0.01}=4000

  • 2,000은 입구 유속과 입구 지름(20 cm)으로 계산한 값으로, 단면 축소에 따른 유속 증가를 반영하지 않았다.
  • 1,000은 입구 유속에 출구 지름을 곱한 값으로, 연속 방정식을 빠뜨린 결과이다.
  • 6,000은 유량 보존과 지름 기준 Re 정의 어느 쪽으로도 나오지 않는다.

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