30.지름이 5cm인 원형 관 내에 어떤 이상기체가 흐르고 있다. 다음 보기 중 이 기체의 흐름이 층류이면서 가장 빠른 속도는? (단, 이 기체의 절대압력은 200kPa, 온도는 27℃, 기체상수는 2080J/(kg·K), 점성계수는 2×10-5Nㆍs/m2, 층류에서 하임계 레이놀즈 값은 2200으로 한다.)

해설

층류 평균속도는 최대속도의 0.5배, (난류 평균속도는 최대속도의 0.8배) 최대속도를 구함에 있어 레이놀즈값이 나왔으므로 Re = V * D / 동점도(뮤) 로 속도를 구함 V(평균속도) = (Re * 뮤) / D 하지만, 동점도가 없으므로 뮤 = (점성계수 / 밀도) 공식으로 구해야 하는데 밀도도 주어지지 않아 밀도 = P/RT 공식 활용 = 압력 / (기체상수 * 절대온도) = 200 / (2.08 * 273+27) = 0.32 다시 V = (Re * 점성계수 ) / (D * 밀도) = (2200 * 2*10-5) / (0.05 * 0.32) = 2.75m/s 층류 평균속도(2.75)는 최대속도의 0.5배 므로 최대속도는 5.5 임 (보기에 잘못적었음 1.5가 아니라 5.5가 되어야 함)