점성 - viscosity

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어떤 물질의 흐름을 방해하려는 성질을 점성이라고 부른다. 예를 들어 꿀은 물보다 점성이 훨씬 크기 때문에 물에 비해 동일한 조건에서 그 흐름이 매우 둔하다. 유체의 흐름은 한 부분이 움직일 때 인접한 다른 부분이 같이 따라 움직이기 때문에 점성은 분자들 사이의 내적 마찰이라고 생각할 수도 있다. 이때 마찰은 유속의 분포에 차이가 생기는 것을 저지하려는 힘이다.

점성은 유체를 윤활유로 사용하거나 파이프 라인을 통해 운반할 때 생기는 저항력을 산출할 때 고려해야 할 주요 항목이다. 대부분의 유체에 있어 흐름을 유발시키는 전단응력(shear stress)단변형률(shear strain)에 정비례한다. 즉 전단응력을 전단변형률로 나눈 값은 같은 액체일 경우 주어진 온도에서는 일정하다. 이 일정한 값(상수)동적 점성계수(kinematic viscosity), 또는 절대 점성계수(absolute viscosity)라고 한다.

이와 같은 방식으로 움직이는 유체의 유동을 최초로 수학적으로 공식화한 영국의 과학자 뉴튼(Newton)의 이름을 따서 뉴튼 유체(Newtonian fluid)라고 부른다. 액체의 점성계수는 온도가 올라가면 급속히 감소하고, 반대로 기체의 점성계수는 온도가 올라가면 증가한다. 그러므로 열을 가하면 액체의 유동속도는 빨라지지만 기체의 속도는 더 늦어진다. 동적 점성계수의 크기는 단위 면적당의 힘에 시간을 곱한 값으로 점성의 단위는 [하중X시간]/[면적]이다.

실용적인 측면에서 운동 점성계수가 절대 점성계수보다 더 유용하게 사용되고 있다. 운동 점성계수는 유체의 절대 점성계수를 그 물질의 질량(density)으로 나눈 값이다. 따라서 운동 점성계수의 단위는 [면적]/[시간]으로 표현된다.

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기술용어통 category-cae 점성 전단변형률

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