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1[7급 국가직 전달현상] 22년 1회차

고정된 수평 평면 위를 기름이  $u=Ay+By^2$ (이 때,  $A=30\,\text{s}^{-1}$ ,  $B=-120\,\text{m}^{-1}\,\text{s}^{-1}$ )의 속도분포를 갖고 평면에 평행하게 흐를 때, 평면에 작용하는 전단응력[kg_f m^-2]의 절댓값은? (단, 기름은 비압축성 뉴튼유체이며, 점도는 0.070 Pa․s이고,  $y$ 는 평면으로부터의 수직거리[m]이다)

0.070

0.21

2.1

해설

뉴턴 유체의 벽면 전단응력은 벽면에서의 속도구배로 구하며 약  $0.21\,\mathrm{kg_f\,m^{-2}}$ 이다.
 $\tau_w=\mu\left.\dfrac{du}{dy}\right|_{y=0}=\mu(A+2By)_{y=0}=\mu A$ 
 $\tau_w=0.070\times30=2.1\,\mathrm{Pa}$ 
 $2.1\div9.8\approx0.21\,\mathrm{kg_f\,m^{-2}}$ 
2.1을 그대로 고르면  $1\,\mathrm{kg_f}=9.8\,\mathrm{N}$  환산을 빠뜨린 것이다.

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