복수-상 유체 워크숍에서 발견한 것들(Workshop Findings)

전문가 제언

□ 공업계에서는 복수의 상이 공존하는 유체의 흐름을 많이 다룬다. 그 뿐 아니라 자연계에서도 이런 흐름을 많이 발견한다. 간단한 예로 장마 때 흘러가는 황토 빛의 강물도 그런 경우이다. 본문은 이러한 복수-상 유체의 흐름을 이해하기 위해서 연구해야 할 분야들을 망라한 것이다. 즉, 앞으로 노력을 경주해야 할 과제의 나열이다.

○ 그러나 이러한 복수-상의 유체의 이론적인 이해는 단일-상 유체에 비하여 아직 초보의 상태에 있다. 우선 단일-상 유체를 해석하는데 사용되는 Navier-Stokes 방정식 같은 완벽하고 전반적(universal)인 공식을 만들어 내지 못하고 Navier-Stokes 방정식을 원용하고 있는 정도이다. 그러나 이 경우 유체의 저항을 비-난류의 식을 적용하기 위하여 낮은 Reynolds 계수에 한정하고 있다. 본문에서도 그러한 방정식이 가까운 장래에 나타나리라고는 기대하지 못하고 있다.

□ 그 대신 이 부문에서 Euler의 접근방식을 이용하여 운동량, 물질 및 에너지 수지의 식을 각기 상에 따라 구하고 이 평균 방정식을 이용하는 방안을 제안하고 있다. 이 경우 상이 둘일 때는 두 개의 서로 침범할 수 있는 흐름의 모델로 나누어 생각하자는 것이다.

○ 이 방법으로 여기서 다룬 분야는 유체에 확산된 다른 상이 희박한 농도의 경우, 기체와 액체가 같이 흐르는 경우와 공업적으로 가장 많이 다루는 고농도의 고체가 유체에 포함된 경우를 다루었고 각 경우마다 해결해야 할 과제를 설명했다.

□ 그 외에 표면 현상 과목에서 많이 다루는 계면활성제를 소량 투입하여 유체의 점도를 대폭 감소시켜 펌프 에너지를 절약한다던지 유동층에서 미세 입자를 비교적 굵은 입자 사이사이에 투입하여 유동성을 향상시키는 등 유체의 물성을 변화시키는 기술도 많이 제시하고 있다.

○ 그러나 이러한 방법들은 엔지니어링의 활동 결과로 나온 것이어서 실제적이기는 하지만 그 이론적인 이해는 부족하다. 본문에서 밝힌 것처럼 이제까지의 엔지니어링 쪽에서 발상을 전환하여 순수과학(즉 물리학) 쪽으로 접근하는 것도 근본적인 이해에 도움이 될 것이다.

저자

Hanratty, Thomas J.; Theofanous, Theo; Delhaye, Jean-Marc; Eaton, John; McLaughlin, John; Prosperetti, Andrea; Sundaresan, Sankaran; Tryggvason, Gretar

자료유형

원문언어

영어

기업산업분류

화학·화공

연도

2003

권(호)

29(7)

잡지명

International Journal of Multiphase Flow

과학기술
표준분류

화학·화공

페이지

1047~1059

분석자

김*설

분석물

• 복수-상 유체 워크숍에서 발견한 것들.pdf [195,391 byte]

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