화공기사 실기 필답형 - 유체의 성질과 종류

 1. 유체의 성질

※ 뉴턴의 점성법칙

뉴턴의 점성법칙

 

① 점도 (μ) [g/cm*s] 

- 뉴턴 유체에서 전단응력이 전단력에 비례하며, 그 비례상수를 점도(viscosity)라 함

- 1P(poise) = 1g/cm*s = 0.1kg/m*s = 0.1Pa*s

- 1P = 100cP

 

② 운동점도(ν)[cm2/s]

- 유체의 절대점도와 밀도의 비

- 1St(stokes) = 1cm2/s

 

 

 

 

 

2. 유체의 종류

 

유체의 종류

 

 

(1) 점성유체

- 뉴턴유체 (Newton Fluid) : 비교질성 액체, 대부분의 용액

- 비뉴턴 유체

①  의소성 유체 (Pseudo Plastic) : 고분자용액, 펄프용액

②  팽창성 유체 (Dilatant Fluid) : 수지, 고온유리, 아스팔트

 

(2) 소성유체

- 빙햄유체 (Bingham Plastic) : 슬러리, 왁스

 

 

 

 

 

cf. 전단응력과 속도구배식을 나타내면 다음과 같이 표현할 수 있다.

(τ -  τ0)^n = μ (du/dy)

이때 τ0 값과 n값에 따라 유체의 종류를 구분할 수 있다. 

 

유체 종류	τ0, n 값	예
빙햄(Bingham) 유체	τ0 ≠ 0, n = 1	슬러리 왁스
의소성(Pseudo) 유체	τ0 = 0, n > 1	의소성 유체 고분자물, 펄프용액
뉴턴(Newton) 유체	τ0 = 0, n = 1	비교질성 액체, 대부분의 용액
팽창성(Dilatant) 유체	τ0 = 0, n < 1	수지, 고온유리, 아스팔트

 

 

 

 

 

 

 

3. 프란틀 경계층

 - 경계층(boundary layer)이란 움직이는 유체 중에서 고체 경계의 영향을 받으면서 움직이는 부분을 말한다. 

 

 - 고체판의 영향으로 국부속도가 변화하는 층을 프란틀 경계층이라고 하며, 고체판의 앞 끝에서 멀어질수록 두터워진다.