제 3 장 흐름 기초 3
3.2 흐름 특성
이 장에서는 흐름의 중요한 특성 중 일부를 소개합니다. 흐름 특성의 차이는 흐름 분석 방법에 영향을 줄 수 있습니다. 또한 얻은 결과의 유효성을 평가할 때 흐름 특성을 아는 것이 매우 중요합니다.
3.2.1 압축성/비압축성 유체
압축 및 팽창은 유체의 중요한 특성입니다. 유체는 액체 또는 가스 일 수 있음을 기억하십시오. 압축 및 팽창이 유체 밀도에 큰 영향을 미치는 경우 유체를 압축성 유체라고합니다. 그림 3.10 과 같이 실린더 내의 가스의 간단한 예를 고려하십시오. 실린더는 가스가 들어가거나 도주할 수 없다 그래야 밀봉됩니다. 피스톤 이동 유체 볼륨 변경. 그러나 가스가 실린더에 들어가거나 나가는 것이 허용되지 않기 때문에 시스템의 질량은 변하지 않습니다. 따라서 체적의 변화 때문에 유체 밀도가 변경되어야합니다.
그림 3.10:압축성 유체
반면에 압축 및 팽창이 유체 밀도에 큰 영향을 미치지 않으면 유체를 비압축성 유체라고합니다. 비압축성 유체의 부피는 변하지 않으며 그 밀도는 상수로 취급됩니다. 실린더에 있는 액체를 고려하십시오. 실린더가 밀봉되는 경우에,피스톤은 일단 액체를 접촉하면 움직이는 중지할 것입니다. 피스톤이 후퇴함에 따라 액체 표면 위에 빈 공간이 생성됩니다. 액체가 차지하는 공간(부피)의 양은 변하지 않습니다(실제로 부피는 변하지 만 변화는 매우 작습니다). 액체의 양은 거의 변하지 않기 때문에 유체 밀도는 일정합니다. 액체는 압력과 온도에 의한 밀도 변화가 작기 때문에 항상 비압축성 유체로 간주됩니다.
직관적으로 기체가 움직이면 항상 비압축성 유체로 보일 수 있지만,기체의 밀도 변화가 작으면 기체는 비압축성 유체로 취급될 수 있다. 그림 3.11 과 같이 가스로 채워진 실린더를 고려하십시오. 포트 입력 하거나 실린더를 떠나 가스를 허용 하는 실린더에 추가 됩니다. 피스톤이 아래로 밀면 실린더의 부피가 감소하기 때문에 가스가 포트 밖으로 흐릅니다. 이 기체의 질량은 또한 비례 적으로 감소하고 실린더의 가스 밀도(킬로그램/미디엄 3)는 변하지 않습니다. 피스톤이 수축되면 시스템의 부피가 증가하고 가스(질량)가 포트를 통해 유입되며 가스의 밀도는 다시 본질적으로 일정하게 유지됩니다. 이 상황에서 가스는 비압축성 유체로 작동합니다. 엄격한 의미에서 완전히 비압축성 유체는 존재하지 않습니다. 그러나 압력(피스톤의 움직임이 실린더의 유체에 압력을 가함)으로 인해 밀도가 변하거나 온도가 작 으면 유체를 비압축성 유체로 근사하면 계산을 크게 단순화 할 수 있습니다.
그림 3.11:비압축성 유체
가스의 압축성 정도를 측정하는 한 가지 방법은 흐름의 마하 수입니다. 마하 수는 소리의 속도에 대한 유체 속도의 비율입니다. 2018 년 10 월 1 일 0.3,유체는 비압축성으로 취급 될 수있다. 따라서 유체 속도가 100 미터/초 이상인 경우 계산에서 압축성을 고려해야합니다. 100 미터/초 미만의 유체 속도의 경우 유체는 비압축성으로 간주 될 수 있습니다. 또한,유체 온도가 크게 변하면(이것은 일정한 고온 또는 저온에 있는 유체와 다르다),유체 밀도는 또한 부피 팽창 또는 압축 동안 실질적으로 변할 것이다. 이 경우,유체는 또한 압축성 유체로서 취급될 수 있다.
저자에 관하여
우에야마 아츠시|1983 년 9 월 일본 효고현 출생
오사카대학에서 공학철학박사를 맡고 있다. 그의 박사 연구는 유체-고체 상호 작용 문제에 대한 수치 방법에 초점을 맞추었다. 그는 소프트웨어 요람에 상담 엔지니어 이고 요람 고객에게 기술지원을 제공한다. 그는 또한 크래들 세미나 및 교육 과정에서 적극적인 강사이기도합니다.