유체의 흐름에서 난류가 발생하면 어떤 변화가 생길까요?

배관이나 항공기 주변의 공기는조건에 따라 매끄럽게 흐르는 층류에서 불규칙한 난류로 바뀔 수 있습니다.

난류가 발생하는 주요 조건은 무엇이고, 유체의 저항과 열전달, 에너지 소비에는 어떤 영향을 미칠까요?

1개의 답변이 있어요!

  • 안녕하세요. 감병주 전문가입니다.

    난류는 유체의 속도와 방향이 불규칙하게 변하면서 소용돌이가 많이 생기는 흐름입니다. 유속이 빨라지거나 점성이 작아지고 배관 직경이나 물체의 크기가 커질수록 발생하기 쉬우며 보통 레이놀즈수를 기준으로 층류와 난류를 구분합니다.

    난류가 생기면 유체끼리 섞이는 정도가 커져 배관의 마찰저항과 압력손실이 증가할 수 있습니다. 따라서 같은 유량을 유지하려면 펌프나 송풍기가 더 많은 에너지를 사용하게 됩니다.

    반대로 유체의 혼합이 활발해지면서 열전달은 좋아지는 경우가 많습니다. 그래서 난류는 에너지 손실을 증가시키기도 하지만 열교환기처럼 열을 빠르게 전달해야 하는 장치에서는 오히려 유리하게 활용되기도 합니다.