관내에 유체가 흐르고 있을 때 유체마찰에 의해 손실되는 압력강하(△P)… | [건축설비기사 필기] 17년 1회차 기출문제 상세 페이지
1[건축설비기사 필기] 17년 1회차
관내에 유체가 흐르고 있을 때 유체마찰에 의해 손실되는 압력강하(△P)를 다음과 같은 식으로 표현할 수 있다. 다음 깃에서 λ가 의미하는 것은? (단, L은 관의 길이, d는 관의 직경, v는 유체의 유속, ρ는 유체의 밀도를 의미한다.)
1
점성계수
2
관마찰계수
3
레이놀즈수
4
동점성계수
해설
주어진 식은 직관의 마찰손실을 구하는 다르시-바이스바흐 식이며, 여기서 λ는 관마찰계수다.
ΔP = λ · (L/d) · (v²/2) · ρ 에서 L/d는 길이 대 직경비로 무차원이고, (v²/2)·ρ는 그 자체로 압력 차원인 동압이다. 그러므로 좌변이 압력이 되려면 λ는 반드시 무차원이어야 한다. 관 내벽의 거칠기와 흐름 상태가 마찰에 미치는 영향을 하나의 수로 묶은 값이 바로 λ다.
층류에서는 λ = 64/Re 로 레이놀즈수만으로 정해지고, 난류에서는 상대조도까지 함께 고려해 무디선도에서 읽는다.
- 점성계수(Pa·s)와 동점성계수(m²/s)는 차원을 가진 물성값이라 무차원 자리인 λ에 올 수 없다.
- 레이놀즈수는 무차원이지만 층류·난류를 판별하는 지표일 뿐, 손실 크기에 직접 곱해지는 계수가 아니다.
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