[소방유체역학] 유체이론 - 점성

06. 점성

 

점성의 정의

점성(粘性, viscosity)은 형태가 변화할 때 나타나는 유체의 저항 또는 서로 붙어 있는 부분이 떨어지지 않으려는 성질을 말한다.

점성을 엄밀히 측정하기는 상당히 어려운 일이지만, 굵기가 같은 가는 관을 같은 양의 액체가 타고 내리는 시간을 비교하면 점성이 큰 액체 쪽이 시간이 더 걸린다. 이때, 한쪽 액체를 표준으로 하여 시간을 재면 점성을 비교할 수가 있다.

점성은 온도가 올라가면 감소하는 것이 보통이므로 측정할 때는 온도를 일정하게 유지해야 한다.

뉴턴의 점성법칙

흐름의 각 점에서 유체의 점성으로 인한 전단응력은 속도기울기(전단변형율)에 비례하고 속도기울기를 작게 하는 방향으로 전단응력이 작용하는 것을 뉴턴의 점성법칙이라고 한다. 이때 비례상수인 전단응력과 전단 속도의 비를 점성이라고 한다.

전단응력

- 계산식 :

- 층류의 전단응력 : 속도차와 점성계수에 비례
- 층류에서 전단으역의 크기 : 벽면 > 중앙
- 벽면의 속도 기울기 : 난류 > 층류

 

 

점성계수

- 유체의 끈끈한 정도를 나타나는 것으로 이 성질을 곧 유체의 흐름에 대한 저항을 의미.

-계산식

υ = 동점성계수, μ = 점성계수, ρ = 밀도, γ = 비중이라 할때,

μ = υ * ρ의 관계가 있다.

 

동점성계수

- 계산식 :

- 동점성계수의 단위 :