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지름이 1.0μm이고 밀도가 106g/m3인 물방울이 공기중에서 지표로… | [대기환경기사 필기] 20년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[대기환경기사 필기] 20년 1회차
지름이 1.0μm이고 밀도가 106g/m3인 물방울이 공기중에서 지표로 자유낙하 할 때 Reynolds 수는? (단, 공기의 점도는 0.0172g/m·s, 밀도는 1.29kg/m3이다.)
1
1.9×10-6
2
2.4×10-6
3
1.9×10-5
4
2.4×10-5
해설

단위부터 맞춘다. 물방울 밀도 106g/m3=1000kg/m3, 공기 점도 0.0172g/m·s=1.72×10-5kg/m·s다. Stokes 법칙으로 종말침강속도를 구하면
Vt=(ρpρa)gd218μ=(10001.29)×9.8×(1×106)218×1.72×105=3.16×105m/sV_t = \dfrac{(\rho_p-\rho_a)\,g\,d^2}{18\mu} = \dfrac{(1000-1.29)\times 9.8 \times (1\times 10^{-6})^2}{18 \times 1.72\times 10^{-5}} = 3.16\times 10^{-5}\,\mathrm{m/s}

이 값을 레이놀즈수 정의에 대입하면
Re=ρaVtdμ=1.29×3.16×105×1×1061.72×105=2.4×106Re = \dfrac{\rho_a V_t d}{\mu} = \dfrac{1.29 \times 3.16\times 10^{-5} \times 1\times 10^{-6}}{1.72\times 10^{-5}} = 2.4\times 10^{-6}

레이놀즈수 계산에 쓰는 밀도는 입자가 아니라 유체(공기)의 밀도라는 점을 놓치지 않아야 한다.

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