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1[소방설비기사(기계) 필기] 18년 2회차
무한한 두 평판 사이에 유체가 채워져 있고 한 평판은 정지해 있고 또 다른 평판은 일정한 속도로 움직이는 Couette 유동을 하고 있다. 유체 A만 채워져 있을 때 평판을 움직이기 위한 단위면적당 힘을 이라 하고 같은 평판 사이에 점성이 다른 유체 B만 채워져 있을 때 필요한 힘을 라 하면 유체 A와 B가 반반씩 위아래로 채워져 있을 때 평판을 같은 속도로 움직이기 위한 단위면적당 힘에 대한 표현으로 옳은 것은?
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해설
평판을 같은 속도로 움직이기 위한 단위면적당 힘은 두 응력의 조화평균 형태인 이다.
압력구배가 없는 Couette 유동에서는 간극 전체에 전단응력 가 일정하다. A와 B가 각각 절반 두께로 위아래로 채워지면 두 층이 직렬로 연결된 형태이므로, 판 속도 U 는 두 층의 속도차의 합이다.
단일 유체일 때 , 이므로
를 정리하면
가 된다.
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