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공학 문제해결/유체역학

【유체역학】 손실수두, 압력손실 문제 관련 공식

어제 드디어 블로그를 만든지 9일만에 total 1,000명을 돌파하였습니다! 아직 블로그 내에 정보도 부족하고 작성하는 데에도 부족함이 많은데, 많이 찾아주셔서 감사합니다. 앞으로도 꾸준한 포스팅을 통해 더 나은 정보성 블로그가 될 수 있도록 노력하겠습니다^^ (공지사항도 한번씩 봐주시면 감사하겠습니다.)



유체역학에서 관 내에 유체가 흐를 때에 적용하게 되는 손실수두와 관련한 공식을 정리하였습니다. (원형관일 때)



1) 유량 :

이때, A는 관의 단면적이고 V는 그 단면을 지나는 속력입니다.


2) 레이놀즈 수

이때, d는 원관일 때의 직경이고 는 동점성계수 [=(점성계수)/(밀도)] 입니다. 동점성계수에 관한 포스팅은 아래 링크를 참고해주세요.

2017/07/08 - [유체역학] - 유체역학. 동점성계수 (ν)의 단위

2017/07/12 - [유체역학] - 【유체역학】무차원수 물리량의 설명 및 예시


3) 마찰계수 :

위에서 구한 레이놀즈 수를 대입하여 구하게 됩니다.


4) 손실수두 : 

최종 결과값으로 손실수두()를 얻게 됩니다. l은 원형 관의 길이이고 g는 중력가속도입니다.

(추가) 위 4)번 손실수두 공식에서 '손실계수(K)'라는 값이 주어지면서 묻는 문제가 있을텐데, 여기서는 아래와 같은 4-1)번 공식으로 적용하면 됩니다.

4-1) 


5) 손실수두 (추가)

추가적으로, 손실수두를 위와 같이 구할 때도 있습니다. 4)번식과 연립하여 문제를 풀 때도 있습니다. 이 식은 에서 만들어진 것입니다. 이때, 는 압력구배이고 γ(감마)는 비중량입니다. 비중량에 대해서는 아래 포스팅을 참고해주세요.

2017/07/08 - [유체역학] - 【유체역학】비중량(γ), 밀도(ρ), 비중(S) 알아보기



6) 압력손실

위 4),5)번식을 변형하여 위 공식처럼 적용하여 압력손실을 구할 수도 있습니다. 이때, 는 밀도이며, 를 적용했기 때문에 나타난 것입니다. 손실수두와 압력손실이 헷갈리는 경우가 많으므로, 5)번 공식을 외워두시면 헷갈리는 걸 방지할 수 있습니다.