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출제 23-4직경 30cm인 수평원형관에 0.4㎥/sec의 유량이 흐르고 있다. 수온이 20℃, 동점성계수 0.0005㎡/s라면 이 관을 통한 유체의 흐름은 층류인가 또는 난류인가?
출제 23-4
직경 30cm인 수평원형관에 0.4㎥/sec의 유량이 흐르고 있다. 수온이 20℃, 동점성계수 0.0005㎡/s라면 이 관을 통한 유체의 흐름은 층류인가 또는 난류인가?
천이상태
층류
알 수 없다.
난류
평균유속 V=QA=0.4π4(0.3)2=0.40.0707=5.66V=\dfrac{Q}{A}=\dfrac{0.4}{\frac{\pi}{4}(0.3)^{2}}=\dfrac{0.4}{0.0707}=5.66V=AQ=4π(0.3)20.4=0.07070.4=5.66 m/s 이다.레이놀즈수 Re=VDν=5.66×0.30.0005≈3,400Re=\dfrac{VD}{\nu}=\dfrac{5.66\times0.3}{0.0005}\approx3{,}400Re=νVD=0.00055.66×0.3≈3,400이다.원관 유동에서 Re<2,100Re<2{,}100Re<2,100이면 층류, Re>4,000Re>4{,}000Re>4,000이면 난류, 그 사이는 천이(임계) 영역이므로 ① 천이상태가 정답이다.