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무차원수 2

차원해석(Dimension analysis)을 이용한 무차원수 모델링 - 열, 유체역학

금일 포스팅에서는 필자가 차원해석 스터디를 하면서 요약 정리한 부분을 남겨두려고 한다. 유체역학 교재에 나오는 내용이며, 열 및 유체역학 분야에서는 무차원수를 자주 만나볼 수 있기 떄문에 개념을 머리에 넣어두면 도움이 된다. 필자의 경우는 실험식을 이용한 회귀식 모델링 등을 할 때에 차원해석 개념을 가지고, 실험계획법을 적용하여 단위에 제한을 받지 않는 예측식 모델링에 활용하였다. 대부분의 유명한 무차원수 NTU, Nusselt, Prandtl 수 등이 전부 실험으로 만들어졌고, 무차원 개념으로 적용된 부분이니 동일하다. 요약은 포스팅으로 적다보니 다소 난해해보일 수 있는데, 윗첨자는 ^를 이용하여 기재하였으니 이미 찾아서 보러 오신 분들은 알아보실 수 있으리라 생각한다. ● 차원해석 · M(kg)L(m..

대류열전달과 관련된 무차원수 (Nusselt, Prandtl, Reynolds Number) 정리

"Nusselt 수" 대류에는 자연대류와 강제대류가 있는데, 강제대류는 입으로 뜨거운 음식을 불어 식히거나 하는 행위를 할 때 뜨거운 음식에서 열이 공기중으로 전달되는 현상을 의미한다. 대류 열전달은 유체속도, 유체의 물성치인 점성계수, 열전도도, 밀도, 비열 등에 의해 크게 좌우된다. 또한 유체가 통과하는 관이나 통로의 형상과 표면의 거칠기 그리고 유체유동의 형태(난류, 층류)에도 관계가 있다. 한마디로 겁나게 복잡하다!! 대류열전달이 전도와 복사 중에 가장 복잡한 메커니즘이라고 하니 대류만 마스터하면 전도와 복사정도는 쉬울 것이라고 긍정적으로 생각해보자. ㅎㅎ.. 이 와중에 대류가 복잡하긴 한데 Newtons의 냉각법칙으로 간단하게 표현할 수 있게 되었다. h는 아래의 식으로 표현된다. 근데 이 식 ..

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