9급국가직공무원 2007-04-14 화학공학일반 13번 문제 해설

문제 요약: 유체의 질량유속이 일정한 상태에서 관로 직경이 갑자기 줄어들었을 때, 줄어든 부분의 레이놀즈수 변화를 묻는다.

정답: 2번 (N Re 는 커진다.)

근거:
- 레이놀즈수(Re) 공식: Re = (\rho V D/\mu)
- 여기서 \rho 는 밀도, V 는 유속, D 는 관로 직경, \mu 는 점성계수이다.
- 질량유속 일정: 유체의 질량유속이 일정하면 유속 V 도 일정하다.
- 직경 감소: 직경 D 가 줄어들면서 동일한 유속 V 하에서 레이놀즈수 Re 는 증가한다 ( D 감소 → Re 증가).

오답 포인트:
- 1번: 직경 감소로 레이놀즈수가 작아지는 것은 레이놀즈수의 정의와 모순된다.
- 3번: 레이놀즈수는 직경에 직접 비례하므로 변화가 없을 수 없다.
- 4번: 레이놀즈수는 직경에 비례하여 증가하지만, 비례 상수나 다른 요인 없이 원래 값으로 돌아가는 것은 맞지 않다.

핵심 개념: 레이놀즈수는 유체의 관성력과 점성력의 비율을 나타내며, 관로 직경이 줄어들면 동일한 유속에서 레이놀즈수가 증가한다.

마무리 요약: 관로 직경이 줄어들면 유속이 증가하여 레이놀즈수가 커지므로, 정답은 레이놀즈수가 증가하는 2번이다.