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1[가스기사 필기] 21년 3회차
구형입자가 유체 속으로 자유 낙하할 때의 현상으로 틀린 것은? (단, μ는 점성계수, d는 구의 지름, U는 속도이다.)
1
속도가 매우 느릴 때 항력(drag force)은 3πμdU 이다.
2
입자에 작용하는 힘을 중력, 부력으로 구분할 수 있다.
3
항력계수(CD)는 레이놀즈수가 증가할수록 커진다.
4
종말속도는 가속도가 감소되어 일정한 속도에 도달한 것이다.
해설

레이놀즈수가 매우 작은(스토크스 영역) 구형입자의 항력은 FD=3πμdUF_D = 3\pi\mu dU로 주어지며, 낙하하는 입자에는 중력·부력·항력이 작용해 힘의 평형을 이루면 가속도가 0이 되는 종말속도에 도달한다.

그러나 항력계수 CDC_D는 레이놀즈수가 증가할수록 오히려 감소하는 경향을 보이므로(스토크스 영역에서 CD∝1/ReC_D \propto 1/Re), 레이놀즈수가 증가할수록 커진다는 설명은 틀린 내용이다.

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