๋์ ๋๋ ๋ฌด์์ผ๊น์?
๋์ ๋(\(\nu\), kinematic viscosity)๋ ์ค๋ ฅ์ ์ํฅ์ ๋ฐ๋ ์ ์ฒด๊ฐ ํ๋ฆ์ ์ ํญํ๋ ์ ๋๋ฅผ ๋ฐ๋๊น์ง ๊ณ ๋ คํด ๋ํ๋ธ ๊ฐ์ ๋๋ค. ๋์ ๋๋ ์ ์ฑ ๊ณ์(์ ๋ ์ ๋) \(\mu\)๋ฅผ ๋ฐ๋ \(\rho\)๋ก ๋๋ ๋น์จ๋ก ์ ์๋ฉ๋๋ค. ๊ณต๊ธฐ์ ๋์ ๋๋ ๊ณต๊ธฐ์ญํ, ๊ณต์กฐ(HVAC) ์ค๊ณ, ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ ๋ ์ด๋์ฆ์๊ฐ ํฌํจ๋๋ ๋ชจ๋ ๊ณ์ฐ์์ ํต์ฌ์ ์ธ ๋ฌผ์ฑ์น์ ๋๋ค. ์ด ๊ณ์ฐ๊ธฐ๋ ์ด๋ค ์ ์ฒด์๋ ์ ์ฉํ ์ ์๋ ๋ฒ์ฉ ๋๊ตฌ์ด์ง๋ง, ๊ธฐ๋ณธ๊ฐ์ ํ์ค ์ํ์ ๊ณต๊ธฐ์ ๋ง์ถฐ์ ธ ์์ต๋๋ค.
๊ณ์ฐ๊ธฐ ์ฌ์ฉ ๋ฐฉ๋ฒ
์ ์ฑ ๊ณ์ \(\mu\)๋ฅผ ํ์ค์นผ์ด(\(\text{Pa}\cdot\text{s}\)) ๋จ์๋ก, ๊ณต๊ธฐ ๋ฐ๋ \(\rho\)๋ฅผ ์ธ์ ๊ณฑ๋ฏธํฐ๋น ํฌ๋ก๊ทธ๋จ(kg/mยณ) ๋จ์๋ก ์ ๋ ฅํ์ธ์. ๊ณ์ฐ๊ธฐ๋ ๋์ ๋๋ฅผ SI ๋จ์(mยฒ/s)๋ก ๋ณด์ฌ ์ฃผ๊ณ , ๋์์ ๊ณตํ ์๋ฃ์์ ๊ฐ์ฅ ๋๋ฆฌ ์ฐ์ด๋ ๋จ์์ธ ์ผํฐ์คํ ํฌ(mmยฒ/s, ์ฆ 10โปโถ mยฒ/s)๋ก๋ ๋ณํํด ์ค๋๋ค. 20 ยฐCยทํด์๋ฉด ์กฐ๊ฑด์์ ๊ณต๊ธฐ๋ \(\mu \approx 1.825 \times 10^{-5}\ \text{Pa}\cdot\text{s}\), \(\rho \approx 1.204\ \text{kg/m}^3\)์ ๊ฐ์ ๊ฐ์ง๋๋ค.
๊ณต์ ์์ธํ ๋ณด๊ธฐ
์ง๋ฐฐ ๋ฐฉ์ ์์ ๋ค์๊ณผ ๊ฐ์ต๋๋ค.
$$\nu = \frac{\mu}{\rho}$$์ ์ฑ ๊ณ์ \(\mu\)๋ ์ ์ฒด ์ธต ์ฌ์ด์ ๋ด๋ถ ๋ง์ฐฐ์ ๋ํ๋ด๊ณ , ๋ฐ๋ \(\rho\)๋ ๋จ์ ๋ถํผ๋น ์ง๋์ ๋ํ๋ ๋๋ค. ์ด ๋์ ๋๋๋ฉด ๋ง์ฐฐ์ ์ ์ฒด์ ๊ด์ฑ์ผ๋ก ์ ๊ทํํ๊ฒ ๋์ด, ๋จ์ ์๊ฐ๋น ๋ฉด์ (mยฒ/s)์ ๋จ์๋ก ํ๋ ๋์ ๋๊ฐ ๊ตฌํด์ง๋๋ค. ๊ณต๊ธฐ ๋ฐ๋๋ ์จ๋๊ฐ ๋์์ง๊ฑฐ๋ ์๋ ฅ์ด ๋ฎ์์ง์๋ก ๋จ์ด์ง๋ฏ๋ก, ๊ณต๊ธฐ์ ๋์ ๋๋ ๊ณ ๋๊ฐ ์ฌ๋ผ๊ฐ์๋ก ๊ธ๊ฒฉํ ์ปค์ง๋๋ค.
๊ณ์ฐ ์์
\(\mu = 1.825 \times 10^{-5}\ \text{Pa}\cdot\text{s}\), \(\rho = 1.204\ \text{kg/m}^3\)๋ฅผ ๋์ ํด ๋ด ์๋ค. ๊ทธ๋ฌ๋ฉด ๋ค์๊ณผ ๊ฐ์ต๋๋ค.
$$\nu = \frac{1.825 \times 10^{-5}}{1.204} = 1.5158 \times 10^{-5}\ \text{m}^2/\text{s}$$์ฆ ์ฝ 15.16 ์ผํฐ์คํ ํฌ๊ฐ ๋ฉ๋๋ค. ์ด๋ 20 ยฐC ๊ณต๊ธฐ์ ๋ํ ๊ต๊ณผ์ ํ์ค๊ฐ๊ณผ ๊ฑฐ์ ์ผ์นํฉ๋๋ค.
์์ฃผ ๋ฌป๋ ์ง๋ฌธ
์ด๋ค ๋จ์๋ฅผ ์ฌ์ฉํด์ผ ํ๋์? \(\nu\)๋ฅผ mยฒ/s ๋จ์๋ก ์ป์ผ๋ ค๋ฉด \(\mu\)๋ \(\text{Pa}\cdot\text{s}\), \(\rho\)๋ kg/mยณ๋ก ์ ๋ ฅํ์ธ์. ํธ์๋ฅผ ์ํด ์ผํฐ์คํ ํฌ ๊ฐ๋ ํจ๊ป ํ์๋ฉ๋๋ค.
์จ๋๋ ๊ณต๊ธฐ ์ ๋์ ์ด๋ค ์ํฅ์ ์ฃผ๋์? ์ ์ฑ ๊ณ์๋ ์จ๋๊ฐ ์ค๋ฅด๋ฉด ์ฝ๊ฐ ์ฆ๊ฐํ์ง๋ง ๋ฐ๋๋ ๊ทธ๋ณด๋ค ๋ ๋น ๋ฅด๊ฒ ๊ฐ์ํฉ๋๋ค. ๋ฐ๋ผ์ ๊ณต๊ธฐ๊ฐ ๋จ๊ฑฐ์์ง๊ฑฐ๋ ํฌ๋ฐํด์ง์๋ก ๋์ ๋๋ ๋์ ๋๊ฒ ์ปค์ง๋๋ค.
๋ค๋ฅธ ๊ธฐ์ฒด๋ ์ก์ฒด์๋ ์ฌ์ฉํ ์ ์๋์? ๋ค. \(\nu = \dfrac{\mu}{\rho}\) ๊ณต์์ ๋ชจ๋ ๋ดํด ์ ์ฒด์ ์ ์ฉ๋ฉ๋๋ค. ํด๋น ์ ์ฒด์ \(\mu\)์ \(\rho\) ๊ฐ๋ง ์ ๋ ฅํ๋ฉด ๋ฉ๋๋ค.