원통형 수평관에 흐르는 비압축성 유체의 완전발달 층류 흐름에 대한 설명… | [7급 국가직 전달현상] 21년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[7급 국가직 전달현상] 21년 1회차

원통형 수평관에 흐르는 비압축성 유체의 완전발달 층류 흐름에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

중심선에서 속도가 최대이다.

헤드손실(head loss)은 점도에 비례한다.

마찰계수는 Reynolds 수에 비례한다.

관 중심에서의 유속이 10 m s^-1일 때, 평균 유속은 5 m s^-1이다.

해설

완전발달 층류에서 마찰계수는 Reynolds 수에 반비례하므로, 비례한다는 설명이 옳지 않다.
Fanning 마찰계수  $f = \dfrac{16}{Re}$ (Darcy 기준  $64/Re$ )로, Re가 커지면 마찰계수는 작아진다.
속도분포가 포물선형이어서 관 중심선에서 속도가 최대이다 — 옳다.
Hagen-Poiseuille 식  $h_f = \dfrac{32\mu L \bar v}{\rho g D^2}$ 에서 헤드손실은 점도에 비례한다 — 옳다.
층류에서 평균 유속은 최대 유속의 절반( $\bar v = v_{max}/2$ )이므로 중심 유속의 절반이 평균 유속이다 — 옳다.

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