점성계수 (Dynamic Viscosity: μ)

점성계수 (Dynamic Viscosity: μ) - 유체의 핵심 속성

1. 서론

유체 역학에서 점성계수는 유체의 내부 저항을 나타내는 핵심적인 물성 중 하나입니다. 이 글에서는 점성계수의 개념, 중요성, 측정 방법 및 응용에 대해 탐구하겠습니다.

2. 점성계수의 개념

점성계수는 유체 내의 입자 간 마찰을 설명하는 물성으로, 단위 면적당 단위 속도로 흘러가는 유체의 내부 저항을 측정합니다. 이는 유체의 미끄러짐 정도를 나타내며, 동적 점성계수로도 알려져 있습니다.

3. 중요성

3.1 산업 응용

점성계수는 산업 분야에서 유체 흐름의 예측 및 제어에 중요한 역할을 합니다. 특히, 파이프 라인, 펌프, 밸브 등의 설계 및 운영에 필수적인 매개체로 작용합니다.

3.2 의료 응용

생체 내 유체의 흐름과 관련하여 점성계수는 혈액, 림프액 등의 특성을 이해하는 데 사용되며, 의학적 진단 및 치료에 영향을 미칩니다.

4. 점성계수의

측정 점성계수는 다양한 방법으로 측정됩니다. 회전 원반, 캐피러리 튜브, 폴리머 플레이트 등의 장치를 사용하여 정확한 측정이 이루어집니다.

5. 점성계수의 응용

5.1 유체 역학 모델링

점성계수는 유체 역학 모델링에 필수적으로 활용되며, 다양한 유체 흐름 조건에서의 예측 정확도를 향상시킵니다.

5.2 소재 공학

점성계수는 다양한 소재의 설계 및 제조에도 영향을 미치며, 특히 유체와의 상호 작용을 이해하는 데 도움이 됩니다.

6. 점성계수의 계산

예제를 통해 점성계수를 계산하는 방법을 살펴봅시다. 어떤 유체의 점성계수가 0.02 Pa·s이고, 유체에 작용하는 전단 응력이 100 Pa일 때, 점성계수는 다음과 같이 계산됩니다:

μ= 전단 응력 / 전단 속도 ​

여기서 전단 속도는 시간당 단위 길이당 변위로 정의됩니다.

7. 결론

점성계수는 유체 역학 및 소재 공학에서 핵심적인 역할을 하는 중요한 물성 중 하나입니다. 산업 및 의료 분야에서의 응용은 그 중요성을 더욱 강조하며, 정확한 이해와 측정은 기술과 과학의 발전에 기여합니다.

● 점성계수(Dynamic Viscosity : μ) : 접선 방향의 힘 또는 전단응력에 대한 저항의 크기를 나타낸다.

SI단위에서는 (N•s/㎡)로 나타낸다.

일반적으로 포이즈(또는 푸아즈)를 기준하여 센티 포이즈, 밀리 포이즈 등으로 나타낸다. → kg/m•sec, g/cm•sec(P, poise)

● 환산인자 : 1포이즈(P, poise) = 1g/cm•sec = 1 ×10-1kg/m•sec

● 환산인자 : 1센티 포이즈(cP, centipoise) = 10-2poise = 1 ×10-3kg/m•sec

● 환산인자 : 1밀리 포이즈(mP, millipoise) = 10-3poise = 1 ×10-4kg/m•sec