[컬투쇼2차UCC] 택배기사와 엄마-김성호
- 보통 관 내를 유체가 흐를 경우에는 유속이 일정하지 않으면 관벽 부근에서는 벽면 저항에 의하여 유속이 느리고, 관의 중심 부근에서는 최대 속도
- 유체의 흐름의 상태를 조사하기 위하여 1883년 레이놀즈(Osborne Reynolds)는 그림 같은 장치를 고안하여 실험
그림 Ⅱ-2 레이놀즈수 실험 장치
- 층류(laminar flow) : 유체의 속도가 느려서 분자가 혼합되지 않고 서로 평행하게 직선을 나타내며 흐르는 흐름, 점성류(viscous flow)라고도 함.
- 난류(turbulent flow) : 유체이 속도가 빨라지면 입자의 운동 방향이 일정하지 않고 불규칙한 형태로 바꾸어지면서 흐로고 서로 완전히 혼합되는 흐름
- 층류와 난류에서 중심 부분에서의 최대 속도
[m/s]와 평균 속도 
[m/s] 사이에는 대체로 다음과 같은 관계가 있다.
- 층류 :
- 난류 :
(a) 층류 (b)
난류
그림 Ⅱ-3 흐름의 유속 분포
- 원관에 유체가 흐르는 경우 관의 내경 D, 평균 유속
, 유체의 밀도 ρ를 곱한 값과 점도 μ와의 비의 값으로 유체의 상태를 나타낼
수 있으며, 이를 레이놀즈수(Raynolds number) NRe
- 레이놀즈 수가 2,100보다 적으면 층류, 2,100 ~ 4,000이면 전이 영역(critical region), 4,000보다 크면 난류로 구분
- 레이놀즈수는 단위가 없는 값(무차원수)이므로 어느 단위계에 의해 계산해도 값은 같이 얻어짐
- 실제 레이놀즈수가 이용되는 분야
- 골프공의 디자인
- 비행기 날개의 설계
- 공장에서의 환기구 설계
- 제조 공장에서의 이송관 설계
- 유체 이송을 위한 상하수도관 설계
안지름이 1.0mm인 모세관 속을 20℃의 물(밀도 1.0 g/cm3, 점도 1.0 cP)이 1.0m/s의 평균 유속으로 흐른다고 한다면 레이놀즈수는 얼마인가?
단위계를 CGS계로 통일하면
단위계를 표준 단위로 통일하면
인터넷 설치기사가 만난 사람들(7분 14초)
인 조건일 때이므로
다음과 같다
