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▶ 유체역학을 다루는 포스팅
2. 점도의 측정
2.1) 점도의 정의
점도는 유체의 내부 마찰력을 나타내며, 유체의 흐름 저항 정도를 측정하는 데 사용됩니다.
2.1.1) 점도 측정 방법
- 회전 점도계: 회전하는 원판 또는 실린더를 사용하여 유체의 점도를 측정합니다.
- 컵 점도계: 특정 크기의 구멍을 통해 유체가 흐르는 시간을 측정하여 점도를 결정합니다.
- 유리관 점도계: 유리관을 통해 유체가 흐르는 시간을 측정합니다.
2.1.2) 동적 점도 계산 공식
\( \mu = \frac{\tau}{\dot{\gamma}} \)
- μ: 동적 점도 (Pa·s)
- τ: 전단 응력 (Pa)
- ˙γ˙: 전단 변형률 속도 (1/s)
2.2) 점도 측정의 중요성
- 점도 측정은 윤활유, 페인트, 제약 및 화학 산업에서 중요합니다.
- 유체의 흐름 특성과 열 전달 성능을 이해하는 데 필요합니다.
예제 문제 및 풀이
예제 1
문제: 유리관 점도계를 사용하여 특정 오일의 점도를 측정했습니다. 오일이 유리관을 통과하는 데 45초가 걸렸고, 같은 조건에서 물이 통과하는 데는 5초가 걸렸습니다. 물의 점도가 1 cP (1 mPa·s)일 때, 오일의 점도를 계산하시오.
풀이:
\( \mu_{\text{oil}} = \mu_{\text{water}} \times \frac{t_{\text{oil}}}{t_{\text{water}}} \)
\( \mu_{\text{oil}} = 1 \times \frac{45}{5} \)
\( \mu_{\text{oil}} = 9 \, \text{mPa}\cdot\text{s} \)
따라서 오일의 점도는 9 mPa·s입니다.
예제 2
문제: 회전 점도계에서 측정한 전단 응력이 0.5 Pa이고, 전단 변형률 속도가 100 1/s일 때, 유체의 동적 점도는 얼마인가요?
풀이:
\( \mu = \frac{\tau}{\dot{\gamma}} \)
\( \mu = \frac{0.5}{100} \)
\( \mu = 0.005 \, \text{Pa}\cdot\text{s} \)
따라서 유체의 동적 점도는 0.005 Pa·s입니다.
다른 기계 가공법 링크
유체역학 (44) – 경계층 두께 (Boundary layer thickness)
유체역학 (45) – 경계층의 박리 (Boundary layer separation)
유체역학 (46) – 스토크스 법칙 (Stoke’s Law)
유체역학 (48) – 음속과 마하수 (Speed of Sound and Mach Number)
유체역학 (49) – 축소, 확대 노즐에서의 흐름 (Flow in Converging and Diverging Nozzles)