직관에서의 마찰 손실

토익 잘 보는 법

유체가 관 속을 흐를 때 유체와 고체면(관벽) 사이에서는 마찰이 생겨 유체가 가지는 에너지가 손실되는 데 이 마찰에 의한 에너지 손실을 유체 마찰 손실(fricion loss), 이 때의 손실 에너지를 두 손실(head loss)
실제 관 속을 흐르는 유체에서는 마찰 손실을 보정한 에너지 수지식을 사용해야 하며, 유체를 수송하기 위한 펌프의 동력을 구하는 데 중요
유체가 관 속을 흐를 때의 마찰 손실은 압력 손실로 나타내며, 패닝의 식(Fanning's equation)으로 계산

그림 Ⅱ-8 직관에서의 손실

F : 마찰 손실[J/kg]
D : 관이 지름[m]
: 유체의 밀도[kg/m³]
: 관의 길이[m]
:유체 속도[m/s]
: 마찰에 의한 압력 손실[N/m²]
: 패닝의 마찰 계수 - 레이놀즈수()와 관면의 성질에 따라 달라지는 상수

유속이 비교적 작은 층류에서 마찰 계수는 레이놀즈수만의 함수

이식을 패닝의 식에 대입하면

-: 이식을 하겐-프와죄유(Hagen-Poiseuilli)의 식 - 층류 흐름에 적용

난류에서의 마찰 계수

여러 가지 관의 마찰 계수와 레이놀즈수와의 관계

그림 Ⅱ-9 레이놀즈수와 마찰 계수 도표

비중이 0.8, 점도가 15p(프아즈)인 기름이 안지름 13cm인 관 속을 60cm/s의 속도로 흐르고 있다. 이 유체를 직선관 15m까지 수송할 때, 압력 손실은 얼마인가?

레이놀즈수를 구하면

층류이므로 마찰 계수 가 된다.

마찰 손실을 구하면

압력 손실은

1009번째 기적입니다.(6분22초)

Ⅱ. 유체 수송

01. 유체의 흐름

1. 유체의 분류

2. 유체의 특성

3. 유체 흐름의 종류

02. 유체의 유량

1. 유량의 구분

2. 평균 유속과 부분 유속

3. 유량 측정법

03. 유체 마찰 손실

1. 직관에서의 마찰 손실

2. 관 부속품에서의 마찰 손실

04. 혼합 및 액체의 교반

단원 학습 정리

단원 종합 문제