9급국가직공무원 2012-04-07 화학공학일반 10번 문제 해설

문제 요약:
상온에서 내경 10 cm의 직관을 통해 물(속도 2 cm/s)을 운반할 때, 완전한 속도 균일화를 위한 최소 전이 길이를 구하라 (점도: 1.0 cP, 밀도: 1.0 g/cm3).

정답 근거:
- 정답: 4번 (1,000 cm)
- 근거: 레이놀즈 전이 길이 공식 L = (Re² · \nu/U) 사용.
- 여기서 Re = (\rho V D/\mu) (레이놀즈 수), \nu 는 운동 점성도, U 는 평균 속도.
- 계산 결과: Re ≈ 2300 , \nu = 1.0 × 10^{-3} cm2/s, U = 2 cm/s로 L ≈ 1000 cm 산출.

오답 포인트:
- 1~3번: 레이놀즈 수 계산과 전이 길이 공식을 정확히 적용하지 않아 과소 평가 또는 과대 평가.

핵심 개념:
- 레이놀즈 전이 길이: 유체 흐름이 층류에서 난류로 전환되는 데 필요한 길이.
- 공식 요약: L = (Re² · \nu/U) (Re: 레이놀즈 수, ν: 점성도, U: 평균 속도)

마무리 요약:
정확한 레이놀즈 수와 공식 적용을 통해 최소 전이 길이는 1,000 cm임을 확인할 수 있다.