부산대학교 화공생명공학부 현 규 (Kyu Hyun)
유체역학 및 열전달 Chapter 2.
Fluid statics and Its Applications
Chapter 2. Fluids Statics and Its Applications
• Fluid mechanics
• 단위 조작의 기본 분야, 관, 펌프에서의 유체이동, 교반, 반응, 열전달, 확산, 물질전달 등 분리 조작의 기초
• 공장이나 산업에서의 연속공정의 핵심
• “Engineering science dealing with the behavior of fluids”
• Fluid statics (유체 정역학)
• treats fluids in the equilibrium state of no shear stress (전단력)
• Fluid dynamics (유체 동역학)
• treats fluids when portions of the fluid are in motion
• Incompressible fluids (비압축성 유체) – density are constant (liquids)
• Compressible fluids (압축성 유체) – density changes are significant (gas)
Example (Real Process)
•
LCD 유리 기판 제조 (삼성코닝정밀 유리)
•
퓨전 공법(Fusion Process)
-The 퓨전 공법의 첫 단계는 원재료들이 용해된 균질의 무결점 상태의 유리 합성물에 혼합되면서 부터 시작됩니다. 용해된 유리 용액은
"아이소파이프(Isopipe)"라 불리는 장비의 홈통으로 주입되고, 홈통 입구의 양쪽으로 넘칠 때까지
채워집니다. 양쪽으로 넘친 유리 용액들은
연속적인 한 장의 평탄한 유리를 만들기 위해 바닥 부분에서 다시 결합(Fusion)됩니다.
-퓨전 공법으로 제조되는 기판 유리는 공기 중에서 성형 되기 때문에 성형 도중 흠집이 나거나
손상되지 않습니다. 이렇게 생성된 기판유리의 표면은 그 특성이 변질되지 않고 매끄러워 별도의 연마 공정을 필요로 하지 않습니다.
2.1 Hydrostatic Equilibrium
Pressure = p+dp Za
Zb
Area = S
Density = ρ Pressure = p Z
dZ
Pressure = p+dp
Pressure = p
• 정지유체의 압력 : 높이에 따라 다름, 지면과 평행한 단면에서는 동일
• 유체의 작은 부피에 작용되는 힘이 균형 (모든 힘의 합은 0)을 이루지 않으면 “유동”이 존재
0
=
\
å
Fi2.1 Hydrostatic Equilibrium
•
Head of a liquid (액체의 높이압)
: the relationship between pressure and the height of a column of liquid
) (
/ g Z head p
Z = r =
2.1 Hydrostatic Equilibrium
•
Barometric equation (기압 방정식)
) (
) /
ln( b a b a
Z Z p
p
Z RT Z
p gM p
Z RT d
dp gM p
b
a b
a
- -
= -
=
ò
ò
12.1 Hydrostatic Equilibrium
•
Rotating Centrifuge (원심분리기)
l 회전속도가 아주 빨라서
중력이 원심력에 비해서 무시할 수 있을 정도로 작을 때
r2
r1
r r+dr
b
2.1 Hydrostatic Equilibrium
•
Rotating Centrifuge (원심분리기)
2.2 Applications of fluid statics
•
Manometers
2.2 Applications of fluid statics
•
Manometers
Example 2.1
•
Pressure drop across an orifice
Example 2.1
•
