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1[에너지관리기사 필기] 21년 1회차
레이놀즈수를 나타낸 식으로 옳은 것은? (단, D는 관의 내경, μ는 유체의 점도, ρ는 유체의 밀도, U는 유체의 속도이다.)
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DμUρ\dfrac{D\mu U}{\rho}
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DUρμ\dfrac{DU\rho}{\mu}
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DμρU\dfrac{D\mu\rho}{U}
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μρUU\dfrac{\mu\rho U}{U}
해설

레이놀즈수는 유동에서 관성력과 점성력의 비를 나타내는 무차원수로, Re=ρUDμ=UDνRe=\dfrac{\rho U D}{\mu}=\dfrac{UD}{\nu} 로 정의된다. 여기서 DD 는 관의 내경, UU 는 유속, ρ\rho 는 밀도, μ\mu 는 점도이다.

차원을 확인하면 (kg/m3)⋅(m/s)⋅(m)kg/(m⋅s)\dfrac{(\mathrm{kg/m^3})\cdot(\mathrm{m/s})\cdot(\mathrm{m})}{\mathrm{kg/(m\cdot s)}} 로 모든 단위가 상쇄되어 무차원이 된다. 내경·유속·밀도가 분자에 오고 점도가 분모에 오는 형태만 이 조건을 만족하며, 점도를 분자에 두거나 밀도·속도를 분모에 두면 단위가 남아 무차원이 되지 않는다.

원관 유동에서는 대체로 Re<2100Re<2100 이면 층류, Re>4000Re>4000 이면 난류로 구분한다. 점도가 클수록(점성력이 우세할수록) 값이 작아져 층류가 되는 물리적 의미와도 분모에 점도가 오는 형태가 일치한다.

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