9급국가직공무원 2015-04-18 화학공학일반 16번 문제 해설

**문제 요약:** 내경 0.01m 관에서 평균유속 0.7m/s의 액체 (밀도 100 kg/m3, 점도 0.1 Pa·s)의 레이놀즈 수를 계산하고, 흐름 유형을 판단하라. **정답:** - **정답:** 1번 (70, 층류) **근거:** 레이놀즈 수 \( N_{\text{Re}} \) 공식: \[ N_{\text{Re}} = \frac{\rho v D}{\mu} \] - \( \rho \) (밀도) = 100 kg/m3 - \( v \) (유속) = 0.7 m/s - \( D \) (내경) = 0.01 m - \( \mu \) (점도) = 0.1 Pa·s 계산: \[ N_{\text{Re}} = \frac{100 \times 0.7 \times 0.01}{0.1} = 7 \] 레이놀즈 수가 **7** 이하일 때 흐름은 주로 **층류**로 간주된다. **오답 포인트:** - **2, 3, 4번:** 레이놀즈 수가 계산 결과보다 훨씬 높게 가정하고 난류로 판단하였다. - 난류는 일반적으로 레이놀즈 수가 4000 이상일 때 발생한다. **핵심 개념:** - 레이놀즈 수는 유체의 흐름 유형 (층류/난류)을 결정한다. - 층류: \( N_{\text{Re}} < 2300 \) (액체의 경우 대략 2000 이하), 난류: \( N_{\text{Re}} > 4000 \) (액체에서는 보통 이 이상). **마무리 요약:** 계산 결과 레이놀즈 수가 7로 낮게 나왔으므로 이 액체의 흐름은 층류임을 확인할 수 있다.