01. 유체의 정의
(1) 유체 흐름에 영향을 미치는 인자
① 전단력 : 특정 표면이 이와 인정한 표면에 평행으로 움직이게 하는 힘
② 전단 응력 : 전단력을 접착 면적으로 나눈 값
• 비압축성 유체 외부 압력에 따른 밀도의 변화가 없는 유체(액체)
• 압축성 유체 : 외부 입력에 띠른 밀도 변화가 큰 유체(기체))
③ 입력 : 단위 면적당 작용하는 힘
(절대 압력) = (계기 압력) + (대기 압력)
④ 점도 : 흐름에 대한 내부 및 마찰 저항의 정도(딘위, Cp)
1 poise = l g/cm·s = 100cP(centipoise) = 0.1 kg/m·s = 0.1Pa·
⑤ 뉴턴 유체 : 뉴턴의 점성 법직을 따르는 유체이고 이 유체는 전단 응력이 전단 속도에 비례한
다.
(2) 유체 흐름의 종류
① 층류와 난류 : 레이놀즈수를 이용하여 수학적으로 구분
NRe가 2 ,100보다 작으면 층류, 2,100 ~ 4000 사이 는 전이 영역， 4 ,00 이상이면 난류
02. 유체의 유량 측정하기
(1) 유체의 유량
① 유량은 관의 한단면에서 단위 시간에 흐르는 유체의 질량이나부피를 측정
② 부피 유속은 딘위 시간에 한 단면을 지나간 유체의 부피
③ 질량 유속은 단위 시간에 한 단면을 지나간 유체의 짙량
④ 평균 유속은 유체의 점성에 의한 유체 마찰 때문에 나타나기에 유속은 관의 단면상 각 점에서
달라진 유속을 평균한 값
(2) 유량측정법
① 벤튜리 유량계 : 단면적이 적은 좁은 목부분을 만들고 이곳에서 유속이 변하여 나타나는 압력
차이로 유량을 구하는 유량계
② 오리피스 유량계 : 관 안에 오리피스를 설치하여 유체를 통과하도록 한 장치
③ 로터미터 : 위로 갈수록 지름이 넓어지는 수직관과 그 속에 플로트가 있는 면적 유량계
03. 유체의 마찰 손실 계산하기
(1) 직관에서의 손실
유체가 관속을 흐를때의 마찰손실은 압력 손실로 나타내고, 패닝의 식으로계산
(2) 관 부품에서의 손실
관부속품에 의해서도 상당한 압력 손실이 생기므로 상당길이를 구해서 패닝의 식으로 계산
(3) 급확대, 급축소에서의 손실
관의 단면적이 급격히 확대 축소되면 흐름의 충돌이 생기고 소용돌이 때문에 압력 손실이 발생
04. 혼합 및 교반
(1) 혼합
① 혼합(mixing) : 성질이 다른 두가지 이상의 물질을 적당한조작으로 균짙하게 섞는것
② 흔합기의 종류 : 크게 고정된 용기 안에서 회전 날개를 움직여 분체들을 혼합하는 고정형 혼
합기와 고체 입자를 다루기 위해 용기를 회전시켜 내부의 분체들을 혼합하는 회전형 흔합기 로 나눔
(2) 교반
① 교반은 용기 안의 물질이 특정 방향으로 움직이도록 하는것을 의미하고 교반 조작은 용기 속
에 액체들 넣어 적당한 날개에 의하여 휘젖는 작업
② 교반 조작은 두 종류 이상의 유체 농도를 균열화하도록 이용되며, 반응이나 물질, 열 이동을 촉진히는 불균일계에서는 기체나 액체 방울이 미립화하는 것을 목적으로 이용
