유체역학이론을 예전에 한번 다 끝냈기도 하고 2~3일치를 충분히 소화할 수 있다고 생각하여 20문제 당 1개씩 작성해보려 합니다.

듣다보니 실제 기출에 나왔던 내용을 찝어준다는 게 정말 메리트가 큰것 같다. 다른 과목도 우수스터디원이 되어서 모두 들어보고 싶은 마음이 든다,,!

 

공기업 기계학 #기계의 진리 #기계학 강의 

유체역학 2~3일차(11~40번) ; 6일안에 끝내려고 문제진도맞춤

11-30번

 

-(중요) 압력강하를 이용해서 유량측정(유속말고 !!!) : (오)리피스 > (유)동노즐 > (벤)추리미터  줄여서 오유벤

   -> 압력강하 큰순서는 오>유>벤 !! , 비싸면 정확하게 측정한다 즉, 반대순서(벤->유->오 순서로 비싸고 정확하게 측정한다)

 

-누누이 말하지만 벤추리미터는 베르누이방정식(에너지보존의법칙) + 연속방정식(질량보존의법칙)  들이 들어간 기구이다

 

<기타 측정기기>

-유속측정 : 피토관, 피토정압관(동압을 측정하여 유체의 유속을 측정), 레이저도플러유속계, 시차액주계(피에조미터+피토관)

  -> 보니깐 관 or 계 로 끝난다

 

-유량측정 : 오유벤(차압식유량계) + 로타미터(면적식유량계 : 부자 또는 부표라고 하는 부품에 의해 유량을 측정하는 기구)

                  위어( 예광대 나온 중사랑 삼소먹으러 갔다 ) 

                  삼각위어(소유량) , 사각위어(중유량) , 예봉(연)/광봉 위어(대유량)

그밖

유속식 유량계 : 피토관(얘는 유속,유량 다됨) , 열선식 유량계

용적식 유량계 : 오벌 유량계(꼭나와라) , 루츠식, 로터리 피스톤, 가스미터

면적식 유량계 : 로터미터, 플로트형, 피스톤형, 와류식

 

-1Kgf 정의 : 지구에서 질량 1kg물체가 중력가속도에 의해 누르는힘(무게단위) = 9.8N 

  즉, 1kgf 나오면 아 얘는 그냥 질량이 1kg구나 라고 생각하고 밀도나 비중 구하면된다.

 

-베르누이 방정식 가정조건 : 오일러방정식 가정조건 ( 유선따라움직인다, 마찰없다(비점성), 정상류이다 ) + 비압축성 추가

 

-체적탄성계수 K -> 단열일때 비열비 kP , 등온(PV = C) 에서 K=P <- 유도까지 해줬음 

 

-1atm = 29.9inchHg = 406.7inchH20 ( 꼭나와라 ) 

 

-층류 : 유체입자가 층을 이루어 층사이에 입자교환없이 미끄러지면서 질서정연하게 운동하는 유동상태 

 

-난류특징

1) 작은구멍이나 협소한 공간에서 발생 -> 속도가 크다 V -> 뉴턴의 점성법칙에 의해 V크면 타우도 크다 

     -> 즉 난류는 층류에 비해 더 많은 전단응력이 발생하는 이유!!!

2) 불규칙, 무작위성을 가진다

3) 회전성(3차원) 가진다

4) 운동의 다양성을 가진다

5) 여러성질들을 혼합하는 능력이 있다

 

-레이놀즈수 : A에 대한 B의 비 즉 A가 분모(점성력) B가 분자(관성력) 다시말하면 점성력에 대한 관성력의 비 ! ( 말장난 주의 ) 

 

 -> 층류 2000(맞나?) - 천이 - 난류 4100

 

-진동도 = 진공압/대기압 x 100%

 

-압축성유동 ( 마하수가 0.3 초과여야 한다 = 0.3 초과부터 압축성 효과를 가짐 ) 

 

-(중요) 탄성유체 = 체적탄성계수가 무한대인 유체 즉, 탄성을 가지고 외력을 제거했을때 원래대로 돌아간다 = 부피변형량이 제로

 -> 이말은 즉 체적탄성계수 식에서 K가 무한대임과 같은 의미

 

-표면장력 : 크기는 (수)은>(물)>(비)눗물>(에)탄올 , 온도가 높아지면 낮아지고, 표면장력은 물의 냉각효과를 떨어뜨린다.

                 계면활성졔는 표면장력을 감소시킨다, 염분은 표면장력을 증가시킨다.

냉각효과 : 피냉각물체로부터 열량을 빼앗아 증발함으로써 피냉각물체의 온도를 떨어뜨리는 효과 -> 표면장력이 높으면 증발이 잘 안디고 증발이 잘안되면 온도를 떨어뜨리기 힘들다 -> 표면장력이 크면 냉각효과가 떨어진다.

 

-상사법칙 : (기)하학적 상사, (운)동학적 상사, (역)학적 상사 

 

-상대평형 : 수평, 수직, 등속 회전 기억하기 

 

31-40번 ( 여기내용 쫌 중요하다 )

 

-유체의 경계층 : 유체가 유동할 때 점성의 영향으로 생긴 얇은층

-경계층두께 : 정상상태인 자유흐름속도 U><가 작용할때 경계층이 생기는 지점은 평판 위로부터 자유흐름 속도의 99%가 되는 점이머 이점에서의 두꼐를 말한다.

층류 경계층두께 & = 4.65x / (x에 대한 Re)^-2

난류 경계층두께 & = 0.376x / (x에 대한 Re)^-5

 

-유체동력 = 압력 x 유량 , 즉 rH x Q 

-1KW = 1.36PS ( 기억해두자 ) 

 

-U자관에서 동일선 상에선 (압력)이 같다 -> 절대 힘이 같은게 아니다 ,면적이 다를수 있기 때문에

 

-유체효율 = 출력동력 / 입력동력 

 

-평판에작용하는힘(연속방정식 기반) x축 y축 잘 기억해놓기 

 

-와점성계수(중요) : 난류의 점도와 유체의 밀도에 의하여 결정되는 계수 

-> 밀도 x 프란들혼합거리^2 x (속도구배=전단변형률=각변형률)

(프란들혼합거리) L = (난동상수) k x (벽면에서 떨어진 거리) y

cf) 원관에서는 보통 0.4 정도 한다

 

-운동학적 기술법( 중요 ) 

라그랑주 기술법 : 입자 하나하나에 초점을 맞추고 따라가면서 입자의 물리량을 기술하는 방법

-> 즉 유적선(유체가 지나가는 흔적) 기술하는데 쓰인다.

-> 시간만 독립변수고 위치는 종속변수이다.

 

오일러 기술법 (CCTV느낌 ) : 좌표상에서 고정되어있는 각 지점을 통과하는 물체의 물리량 기술하는 방법

(검사체적기반으로 한 운동기술법)

->시간과 위치 모두 독립변수이다.

 

+ 유체역학에서는 오일러 기술법을 사용한다(유체입자의 유동은 시간에 따라 불규칙적인 운동을 하기 때문)

+ 강체운동은 라그랑주 기술법이 더 효율적이다. ( 왜 ? )

+ 오일러 기술법과 라그랑주 기술법을 변환시키는데 필요한 개념이 바로 레이놀즈 수송 정리 이다.