내경이 일정한 원형도관의 마찰계수(friction factor)에 대한… | [7급 국가직 전달현상] 22년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[7급 국가직 전달현상] 22년 1회차

내경이 일정한 원형도관의 마찰계수(friction factor)에 대한 설명으로 옳은 것은?

마찰계수는 레이놀즈 수(Re)에 비례한다.

난류에서의 마찰계수는 상대 거칠기가 증가함에 따라 감소한다.

층류에서의 마찰계수는 상대 거칠기에 영향을 받지 않는다.

원형도관 내벽이 매끈하다면,  $\text{Re}>10^5$ 인 난류보다  $\text{Re}<10^3$ 인 층류에서의 마찰계수가 작다.

해설

층류 마찰계수는 $f=16/\mathrm{Re}$ 로 레이놀즈 수만의 함수이므로 상대 거칠기의 영향을 받지 않는다.

난류에서는 마찰계수가 Re와 상대 거칠기 모두에 의존하며(무디 선도), 거칠기가 클수록 커진다.

마찰계수가 Re에 비례한다는 설명은 틀리다. 층류에서는 Re에 반비례하고 난류에서도 Re 증가에 따라 감소하거나 일정해진다.
난류 마찰계수가 거칠기 증가에 따라 감소한다는 설명은 틀리다. 거칠기가 클수록 마찰계수는 증가한다.
매끈한 관에서 층류의 마찰계수가 더 작다는 설명은 틀리다. 층류는 Re가 작을수록 마찰계수가 커서 $\mathrm{Re}<10^3$ 층류가 $\mathrm{Re}>10^5$ 난류보다 크다.

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