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1[화공기사 필기] 21년 1회차
교반 임펠러에 있어서 Froude number(NFr)는? (단, n는 회전속도, Da는 임펠러의 직경, ρ는 액체의 밀도, μ는 액체의 점도이다.)
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해설
교반 임펠러의 Froude 수는 NFr = n2Da/g이다.
Froude 수는 관성력과 중력의 비를 나타내는 무차원수다. 교반계에서는 임펠러 선단속도 nDa를 대표속도로 삼아 (nDa)2/(gDa) = n2Da/g 로 정의되며, 액면에 소용돌이(vortex)가 생기는지 판단할 때 쓴다.
차원을 확인하면 n2Da/g = (1/s2)·(m) ÷ (m/s2)로 무차원이 되어 정의와 맞는다.
- nDa2ρ/μ, Dauρ/μ : 점도가 분모에 있는 이들은 관성력과 점성력의 비인 Reynolds 수(각각 교반용·관유동용)로, 중력이 전혀 들어가지 않는다.
- n3Daρ/g : 차원을 따지면 kg/(m3·s)가 남아 무차원이 되지 않으므로 어떤 무차원군도 될 수 없다.
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