그림과 같이 폭이 넓은 두 평판 사이를 흐르는 유체의 속도 분포 u(y… | [소방설비기사(기계) 필기] 25년 3회차 기출문제 상세 페이지

1[소방설비기사(기계) 필기] 25년 3회차

그림과 같이 폭이 넓은 두 평판 사이를 흐르는 유체의 속도 분포  $u(y)$ 가 다음과 같을 때, 평판 벽에 작용하는 전단응력[Pa]은? (단,  $u_m = 1$ m/s,  $h = 0.01$ m, 유체의 점성계수는  $0.1$ N·s/m $^2$ 이다)
 $u(y) = u_m\left[1 - \left(\dfrac{y}{h}\right)^2\right]$

해설

평판 벽에 작용하는 전단응력은 20Pa이다. 뉴턴의 점성법칙을 적용한다.
 $\tau = \mu \left|\dfrac{du}{dy}\right|$ 
주어진 속도분포를 미분하면
 $\dfrac{du}{dy} = -\dfrac{2u_m y}{h^2}$ 
벽면은  $y = h$  이므로
 $\left|\dfrac{du}{dy}\right|_{y=h} = \dfrac{2u_m}{h} = \dfrac{2 \times 1}{0.01} = 200$  1/s
따라서
 $\tau = 0.1 \times 200 = 20$  Pa
중심( y=0 )에서는 속도구배가 0이어서 전단응력도 0이다.

오류나 개정된 내용이 보이면 알려주세요

이어서 풀어보기

[소방설비기사(기계) 필기] 25년 3회차 80문항 이어서 보기문제·정답·해설을 한 페이지에서 이어서 볼 수 있어요

비슷한 기출

소방설비기사(기계분야) 필기 기출문제 암기장 전체 보기

💬 자격증 스터디 커뮤니티헷갈리는 문제, 같이 준비하는 사람들에게 물어보세요

→