2017년04월08일 12번

[과목 구분 없음]
Prandtl 수(Pr)는 이동현상에서 전달되는 두 물리량의 확산도 (diffusivity) 비교에 유용한 무차원수 중의 하나이다. Pr가 1보다 클 때의 확산도를 비교한 것으로 옳은 것은?

① 열 확산도(thermal diffusivity)가 물질 확산도(mass diffusivity)보다 크다.
② 물질 확산도가 열 확산도보다 크다.
③ 열 확산도가 운동량 확산도(momentum diffusivity)보다 크다.
④ 운동량 확산도가 열 확산도보다 크다.

(정답률: 67%)

문제 해설

Pr이 1보다 클 때는 운동량 확산도가 열 확산도보다 크다. 이는 Pr이 클수록 물질의 운동량 전달이 열 전달보다 더 빠르기 때문이다. 예를 들어, 고온의 유체에서는 열이 빠르게 전달되지만, 유체 내부의 입자들은 서로 다른 속도를 가지고 있기 때문에 운동량 전달은 더 느리게 일어난다. 따라서 Pr이 클수록 운동량 전달이 더 빠르기 때문에 운동량 확산도가 열 확산도보다 크다.

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