화공기사 실기 필답형 - 무차원수의 종류

1. 레이놀즈 수 (Reynolds Number)

레이놀즈 수 (Reynolds Number)

 

 - 레이놀즈 수가 작으면 점성력이 크고 레이놀즈 수가 크면 관성력이 크다.

 

 - 레이놀즈 수가 증가하면 관성력이 증가하여 유체 내에서 교란이 확산되고 난류로 전이가 일어난다.

 

 - 층류: (레이놀즈 수 < 2100),   난류: (레이놀즈 수 > 4000)

 

 

 

2. 너셀 수 (Nusselt Number)

 

너셀 수 (Nusselt Number)

 

 - 너셀 수가 큰 것은 대류에 의한 열전달이 큰 것을 의미한다.

 

 - 너셀 수 ≒ 1 은 대류효과가 매우 약하거나 없는 것을 의미한다. (전도효과만 존재) 

 

 - 자연대류에서는 너셀 수가 표면과 자유흐름의 온도차에 의존한다.

 

 

 

3. 프란틀 수 (Prandtl Number)

 

 프란틀 수 (Prandtl Number)

 

 - 프란틀 수 < 1 : 속도경계층이 열경계층보다 빠른속도로 증가(확산) 한다.

 

 - 프란틀 수 = 1 : 속도경계층이 열경계층과 같은 속도로 증가(확산) 한다.

 

 - 프란틀 수 > 1 : 속도경계층이 열경계층보다 느린속도로 증가(확산) 한다.

 

 

 

4. 비오트 수 (Biot Number)

 

 

 - 비오트 수 < 0.1 : 평판 내부의 온도분포가 균일한 상태

 

 - 비오트 수  ≫ 1 : 표면의 대류열전달 계수 > 고체 내부의 열전도도

 

 - 비오트 수 ≪ 1 : 표면의 대류열전달 계수 < 고체 내부의 열전도도

 

 - 비오트 수 = 0 : 물체 내부 온도가 모두 균일한 이상적인 상태

 

 

 

 

5. 슈미트 수 (Schmidt Number)

 

 

 - 물질이동에서 농도경계층과 속도경계층의 상대적 크기에 관계되는 무차원 수 

 

 

 

6. 그라쇼프 수 (Grashof Number)

 

 

 - 그라쇼프 수는 자연대류에 큰 영향을 미치며, 강제대류에서의 레이놀즈 수와 같은 역할을 한다.

 

 

7. 스탠톤 수(Stanton Number)

 

 

 

8. 푸리에 수 (Fourier Number)

 

 

- 푸리에 수 ≫ 1 : 열적 정상상태로 접근한다, 열의 침투가 빠르다.

 

 - 푸리에 수 ≒ 1 : 전이 상태에 있는 거동을 띈다.

 

 - 푸리에 수 ≪ 1 : 전도물질 대부분에서 전이효과가 미비하다.