화학공학 일지/화공유체역학 2

화학공학 유체역학 2.파이프에서의 유체 마찰

저번시간 요약:화학공정 조작에서 유체는 주로 파이프를 통해 운반되는데, 파이프 내에서 점성 작용으로 인해 마찰이 발생하여 일이 열로 소실될 수 있다. 이러한 마찰은 펌프로 압력을 높이거나 중력장 내에서 높은 곳에서 낮은 곳으로 낙하시킴으로써 줄일 수 있다. 두 경우 모두 주어진 구동력(펌프 또는 중력장)하에서 유속 및 속도를 아는 것이 필요하다.  1. 먼저 펌프로 압력을 높여서 마찰을 극복하는 경우를 살펴보자.수평인 파이프라 중력 효과를 배제할 수 있다.이때, 실험을 통해 압력차는 길이에 정비례한다는 것이 밝혀졌다. 따라서 부피 유속에 따른 단위 길이 당 압력차를 그래프로 나타내면 3가지 영역이 발생한다. 1)유속이 낮은 영역에서, 유속이 빨라지면 압력차도 비례하여 발생한다.2)중간 영역 유속은 예측하..

화학공학 유체역학 1. 유체역학 입문 및 보존 법칙

유체는 기체, 액체를 일컫는 말이다. 이때 점도가 일정한 유체를 뉴턴성 유체라고 하며 일반적으로 대부분의 유체는 뉴턴성 유체이다. 유체의 한 가지 특징은 압력이다. 물에 깊게 잠수할 수록 압력이 증가하는 데서 알 수 있듯이, 유체는 위치에 따라 압력이 달라지는 특성을 가지고 있다. 액체의 경우 특정 지점에서 압력은 다음과 같음이 알려져있다. 그러나 액체가 아닌 기체의 경우에는, 고도 변화가 클 때 밀도가 일정하지 않으므로 다음 식을 쓰곤 한다. 어쨋든 압력이라는 특징이 있는 것이 중요하므로, 굳이 신경 쓸 것은 없다. 유체에 관한 연구는 대부분 보존의 법칙에 근거한다. 여기서 보존의 법칙이란 질량, 에너지, 운동량 보존법칙을 의미한다. 유체역학에서 가장 많이 다루는 경우는 유체가 일정한 파이프를 지나는 ..