9급지방직공무원 2009-05-23 화학공학일반 13번 문제 해설

**문제 요약:** 물이 8 cm/sec 속도로 직경 2 cm 관을 흐르며, 점도가 1 cP일 때 마찰계수 \( f \)를 구하라. **정답:** 1번 (0.01) **근거:** - **레이놀즈 수 (Re) 계산:** \( Re = \frac{\rho v D}{\mu} \) 여기서 \( \rho \) (밀도)는 대략 1000 kg/m3, \( v = 8 \, \text{cm/sec} = 0.08 \, \text{m/sec} \), \( D = 2 \, \text{cm} = 0.02 \, \text{m} \), \( \mu = 1 \, \text{cP} = 0.001 \, \text{Pa·s} \) \( Re = \frac{1000 \times 0.08 \times 0.02}{0.001} = 1600 \) - **마찰계수 \( f \) 결정:** 레이놀즈 수가 1600인 경우, 층류 영역에 속하므로 무차원 마찰계수 \( f \)는 약 0.01로 추정된다 (무차원 도표 참조). **오답 포인트:** - 2번, 3번, 4번: 레이놀즈 수가 층류 범위에 속하므로 높은 마찰계수를 갖지 않음. **핵심 개념:** - **레이놀즈 수 (Re):** 유체의 유동 형태 (층류/혼류) 판단 기준. - **층류 범위:** 일반적으로 \( Re < 2300 \)에서 \( f \approx 0.01 \). **마무리 요약:** 레이놀즈 수가 층류 범위에 있으므로 주어진 조건 하에서 마찰계수는 0.01로 결정된다.