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건축설비기사 건축설비계획 · 유체의 물리적 성질과 압력

Fluid Properties & Pressure

배관 · 펌프 · 액주계를 읽으려면 단위부피 질량인 밀도, 흐름에 맞서는 성질인 점성, 깊이에 따라 커지는 정수압을 먼저 알아야 한다. 압력차는 액주 높이로 바꿀 수 있어 ΔP = ρ g Δh로 계산하며, 같은 높이차라도 액주 유체의 밀도가 크면 압력차가 커진다. 그림은 U자 액주계(마노미터)의 두 수면 높이차와 그에 해당하는 압력차를 나타내요. 높이차 슬라이더를 옮기고 물 · 수은 · 기름 버튼으로 액주 유체를 바꾸면 압력차가 다시 계산돼요.

밀도 · 점성 · 압력

💧 기본 성질
①밀도 ρ는 단위부피 질량이다 [kg/m³], 물은 약 1,000
②비중량 γ = ρ g [N/m³]
③점성 μ는 흐름에 맞서는 전단저항이며, 배관 마찰과 바로 이어져요
④정수압은 깊이에 비례한다: P = ρ g h

마노미터 높이로 ΔP 구하기

100 mm
💡 관찰
①물: ρ=1000 kg/m³, μ=0.001 Pa·s
②Δh=100 mm → ΔP ≈ 0.98 kPa
③수은은 밀도가 커서 같은 Δh에서 물보다 ΔP가 훨씬 크다
④점성은 물 0.001 · 수은 0.0015 · 기름 0.08 Pa · s로, 기름이 물보다 수십 배 커요

핵심 공식

정수압·액주
ΔP = ρ g Δh
압력차 = 밀도 × 중력가속도 × 높이차
비중량
γ = ρ g
단위부피 무게 [N/m³]
뉴턴 점성
τ = μ dudy
전단응력 = 점성 × 속도 기울기

시험 포인트

🎯 시험 포인트
①P = ρgh이고, 단위는 Pa 또는 kPa · mAq다
②마노미터 액주 유체의 밀도에 ΔP가 비례한다
③동점성계수 ν = μ/ρ는 레이놀즈 수에 쓰여요
④게이지압과 절대압을 구분한다 (P_abs = P_g + P_atm)
📝 대표 기출 유형
①수주 · 수은주 높이로 압력 환산
②밀도 · 비중량 · 비중의 관계
③점성의 정의와 배관 손실의 관계

마지막 수정