[3과목] 원자력계통공학

다음 중 유체 유동의 관성력과 점성력의 비율을 나타내는 무차원 수로 옳은 것은?프루드 수 : 관성력과 중력의 비로서 단위가 없으며 하천생태연구에 있어서 하천의 기초 데이터로 많이 산출되어 이용된다.너셀 수 : 유체 경계에서 경계를 통과하는 대류 열전달과 전도성 열전달의 비율로서 열유체 연구에 사용되는 유체와 고체 표면 사이 열전달 속도를 설명하는데 사용되는 무차원 수이다, 이는 유체특성, 흐름특성, 표면 거칠기 및 열전달 시스템 등의 영향을 받는다.레이놀드 수 : 관성에 의한 힘과 점성에 의한 힘의 비로서 유동에서 상대적으로 어떠한 힘이 더 우월하게 작용하고 있느냐는 의미를 갖는다. 주로 층류와 난류로 구분하는데 층류는 점성력이 지배적인 유동이므로 레이놀즈 수가 낮고 일정하고 난류는 관성력이 지배적인 유동이기 때문에 레이놀즈 수가 높고 와류와 같이 불규칙한 유동 특성을 갖는다.또한 이는 중요한 무차원 수로서 동적 상사성, Dynamic Similitude을 판별하는 기준이 되는데 주요 무차원 수들이 동일한 값을 가진다면 어떠한 두 유동은 동적 상사성을 가졌다고 말하며 서류 유사하다고 말할 수 있다.프란틀 수 : 운동량과 열 경계층(boundary layer) 사이의 관계를 나타내는 파라미터이며 아래의 방정식으로 계산 되며, 유체의 점도와 열전도율을 이용해서 표현한다. 일반적으로 고체 온도에서 유체 포용 온도(bulk temperature)로 변하는 유체의 온도 구간을 열 경계층이라고 하며, 열 경계층과 운동량 경계층 사이에 상대적인 크기를 나타내는 것이 프란틀 수이다.예를 들어 프란틀 수가 1일 경우 열과 운동량의 경계층 두께가 같다는 것을 의미하고, 일반적인 대기압에서 공기는 프란틀 수가 0.7이며, 섭씨 20도인 물의 경우 프란틀 수는 7 정도이다. 프란틀 수는 층 흐름 내에서 운동량의 확산 상수가 열의 확산 상수의 몇 배인가 하는 것을 의미한다. 프란틀 수가 1보다 매우 작으면 열의 확산이 주로 일어나며, 1보다 크면 운동량의 확산이 지배적으로 일어나게 된다.

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