전단속도 계산기

전단속도는 유체역학, 특히 전단속도에 따라 점도가 변하는 비뉴턴 유체에서 중요한 매개변수이다. 이는 한 유체층이 인접한 층을 지나가는 속도 변화율로 정의된다.

배경

전단속도 개념은 물질의 변형 및 흐름에 대한 과학인 유변학 연구의 중심이다. 전단속도는 윤활, 고분자 가공 및 혈류와 같이 유체역학이 중요한 역할을 하는 공정에서 특히 중요해진다.

계산 공식

전단속도(\(\dot{\gamma}\))는 다음 공식을 사용하여 계산할 수 있다.

\[ \dot{\gamma} = \frac{\text{du}}{\text{dy}} \div \eta \]

여기서:

• \(\frac{\text{du}}{\text{dy}}\)는 속도 기울기 (s⁻¹)이다.
• \(\eta\)는 유체 점도 (Pa·s)이다.

계산 예시

속도 기울기가 100 s⁻¹이고 유체 점도가 0.5 Pa·s이면 전단속도는 다음과 같다.

\[ \dot{\gamma} = \frac{100}{0.5} = 200 \text{ s}^{-1} \]

중요성 및 사용 사례

전단속도를 이해하는 것은 화학 공학, 식품 가공 및 생물 의학 공학과 같이 유체 흐름을 다루는 산업에서 중요하다. 이는 최적의 흐름 조건을 보장하는 공정 설계와 다양한 흐름 조건에서 유체의 거동 예측에 도움이 된다.

자주 묻는 질문

1. 전단속도란 무엇입니까?

   • 전단속도는 유체층이 인접한 층에 대해 상대적으로 이동하는 속도이다. 유체역학에서 필수적인 개념이다.

2. 전단속도가 중요한 이유는 무엇입니까?

   • 특히 정확한 유체 거동이 필요한 응용 분야에서 유체의 흐름 특성을 이해하고 제어하는 데 중요하다.

3. 유체 점도는 전단속도에 어떤 영향을 미칩니까?

   • 점도가 높을수록 일반적으로 동일한 속도 기울기에 대해 전단속도가 낮아져 흐름에 대한 저항이 커짐을 나타낸다.

이 계산기는 전단속도를 빠르고 쉽게 결정할 수 있는 방법을 제공하여 유체역학을 다루는 전문가와 학생들에게 유용한 도구이다.