기계유체역학일반기계기사 · 2017년03월05일 · 42/100
42.지름 0.1mm이고, 비중이 7인 작은 입자가 비중이 0.8인 기름 속에서 0.01m/s의 일정한 속도로 낙하하고 있다. 이 때 기름의 점성계수는 약 몇 kg/(mㆍs)인가? (단, 이 입자는 기름 속에서 Stokes 법칙을 만족한다고 가정한다.)
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0.003379정답
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0.1237
해설
가정한 상황 - 작은 입자는 구(sphere)의 형태 이다 1. 일정한 속도로 낙하한다 = 합력이 0 이다. - 합력 : 무게 - 부력 - 항력 = 0 - 항력 = 무게 - 부력 2. 항력 : (스톡스 법칙) 3 * pi * 점성계수μ * 지름 * 속도 3. 무게 : 물체의 비중량(= 7 * 9800) * 부피 - 구의 부피 공식 = 4/3 * pi * 반지름^3 4. 부력 : 기름의 비중량(= 0.8 * 9800) * 부피 5. 합력 정리 - 합력 : ( 7 - 0.8 ) * 9800 * 4/3 * pi * (D^3)/8 = 3 * pi * μ * D * V - μ = ( 6.2 * 9800 * D^2 ) / (18 * V) = 3.375 * 10^-3 = 0.003375