핵심 열유체 역학

모든 공학도에게 필수적인 열역학, 유체역학 중 반드시 필요한 내용만을 엄선하여 수록!!!



열역학은 자연계의 여러 가지 현상을 합리적으로 설명하는 기초과학이다. 열은 우리의 일상생활과 밀접한 관계가 있는 에너지이지만 대상물질의 열과 관계나 에너지의 상호교환 등 추상적인 경우가 많으므로 초보자에게는 비교적 이해하기 힘든 학문이다.

유체역학은 유체의 운동과 유체와 상대적으로 운동하고 있는 물체와의 상호작용을 거시적으로 연구하는 학문이다. 항공, 토목, 화학, 천문, 기상, 원자력 등의 기초학문으로서 매우 중요하며, 유체역학을 바탕으로 한 산업용 기계류 등 넓은 범위에 걸쳐 다양하게 응용된다.



열역학, 유체역학 모두 공학도에게는 필수적인 학문이지만 광범위한 내용을 소책자에 전부 담을 수 없기 때문에 본서에서는 기계 분야로서 특히 공조 냉동 설비관련 분야에서 반드시 필요한 내용만을 엄선하여 수록하였다.

본문의 내용과 수식 등을 쉽게 이해하고 학습에 도움이 되도록 응용하는 방법을 적절한 예제를 실어 자세히 풀이하였다. 그리고 단위는 공학단위와 국제단위인 SI 단위를 혼용하여 활용함으로써 계산문제를 해결하는데 단위환산에 쉽게 적응할 수 있도록 하였다.



이 책을 펴냄에 있어서 불충분한 내용과 뜻하지 않은 오류가 있을 것으로 생각되지만 독자들의 충고와 지도로 교정해 나갈 것이며, 독자들의 건투를 간절히 빌어본다.

제1편 열유체 기초

제1장 물리와 화학의 기초

1-1 물리량(物理量)

1. 단위(Unit, 單位)

2. 단위계(System of units, 單位系)

3. 차원(Dimension, 次元)

4. 길이(Length)

5. 면적(Area)

6. 체적(Volume)

7. 질량과 중량(Mass and Weight)

1-2 화학의 기초

1. 원자(량)와 분자(량)

2. 화학방정식(Chemical equation)

3. 몰(Mole)과 몰농도(Molarity)

4. 가스(Gas)와 증기(Vapor)

5. 밀도(Density)와 비중량(Specific weight)

1-3 물질의 상태 변화

1. 현열(Sensible heat)

2. 잠열(Latent heat)



제2편 열역학

제1장 열역학 기본 사항

1-1 열역학과 응용

1. 열역학의 응용 분야

2. 열역학의 관점

1-2 열역학 용어

1. 계(System, 系)

2. 가역 과정(Reversible process, 可逆過程)

3. 비가역 과정(Irreversible process, 非可逆過程)

4. 사이클(Cycle)

5. 단열(Heat insulation, 斷熱)

6. 평형상태(Equilibrium state, 平行狀態)

7. 정상상태(Steady state, Stationary state, 定常狀態)

8. 흑체(Black body, 黑體)

9. 용매(Solvent, 溶媒)

10. 용질(Solute, 溶質)

11. 용액(Solution, 溶液)

1-3 온도(Temperature)와 열(Heat)

1. 온도(溫度)

2. 열(熱)

1-4 비열(Specific heat)

1-5 열량(Quantity of heat)과 열용량(Heat capacity)

1. 열량(熱量)

2. 열용량(熱容量)

1-6 일과 에너지 및 동력(Work and Energy and Power)

1. 일(Work)

2. 에너지(Energy)

3. 동력(動力)

1-7 열팽창(Thermal expansion, 熱膨脹)

1-8 열평형과 열역학 제0법칙

1. 열평형(Thermal equilibrium, 熱平衡)

2. 열역학 제0법칙(Zeroth law of thermodynamics, 열평형의 법칙)



제2장 열역학 제1법칙

2-1 열역학 제1법칙(熱力學第一法則)

1. 열역학 제1법칙(First law of thermodynamics ; 에너지 불변의 법칙)

2-2 내부에너지(Internal energy)

2-3 엔탈피(Enthalpy)



제3장 이상기체

3-1 이상기체(Ideal gas, 理想氣體)

3-2 이상기체의 상태방정식

1. 보일의 법칙(Boyle's law)

2. 샤를의 법칙(Charles' law)

3. 보일샤를의 법칙(Boyle-Charle's law)

3-3 아보가드로의 법칙(Avogadro's law)

3-4 이상기체의 비열과 내부에너지 및 엔탈피의 관계

3-5 줄의 법칙(Joule's law)

3-6 혼합기체(Gas mixture, 混合氣體)

3-7 기체의 상태 변화

1. 등온변화(Isothermal change)

2. 정압변화(Constant pressure change, 定壓變化)

3. 정적변화(Constant volume change, 定積變化)

4. 단열변화(Adiabatic change, 斷熱變化)

5. 폴리트로픽변화(Polytropic change)

3-8 공기의 성질

1. 습윤공기(Humid air, moist air, 濕潤空氣)

2. 상대습도(Relative humidity, 相對濕度)

3. 절대습도(Absolute humidity, 絶對濕度)

4. 이슬점(Dew point)

5. 공기선도의 종류

6. 현열비(Sensible heat factor, SHF)

7. 습공기 선도의 구성 및 사용법



제4장 열역학 제2법칙

4-1 열역학 제2법칙

4-2 카르노사이클(Carnot Cycle)

4-3 엔트로피(Entropy)

4-4 열역학 제3법칙(Third law of thermodynamics)



제5장 증기

5-1 증기의 성질

1. 가열에 의한 상태 변화

2. 증기의 상태량

3. 증기표 및 증기 선도

5-2 증기의 교축



제6장 열전달

6-1 열전도(Heat conduction, 熱傳導)

6-2 대류열전달(Convection heat transfer, 對流熱傳達)

6-3 열관류(Overall heat transmission, 熱貫流)

6-4 열복사(Thermal radiation, 熱輻射)

6-5 대수 평균온도차(LMTD, 對數平均溫度差)



제3편 유체역학

제1장 유체의 개념

1-1 유체의 정의

1. 상태에 의한 분류

2. 압력에 의한 분류

3. 점성에 의한 분류

4. 변형률에 의한 분류

1-2 유체의 점성

1-3 표면장력과 모세관 현상

1. 표면장력(Surface tension, 表面張力)

2. 모세관 현상(Capillary phenomenon, 毛細管現象)

제2장 유체 정역학

2-1 압력(Pressure, 壓力)

1. 대기압(Atmospheric pressure, 大氣壓)

2. 게이지압력(Gauge pressure, 計器壓力)

3. 진공압력(Vacuum pressure, 眞空壓力)

4. 절대압력(Absolute pressure, 絶對壓力)

2-2 부력 및 부양체의 안정

1. 부력(Buoyancy, 浮力)

2. 부양체의 안정(Stability of floating bodies)

제3장 유체 동역학

3-1 유체의 흐름 형태

1. 정상류(Steady flow, 定常流)

2. 비정상류(Unsteady flow, 非定常流)

3. 등류(균속도유동)(Uniform flow, 等流)

4. 부등류(비균속도유동)(Nonuniform flow, 不等流)

3-2 연속방정식(Continuity equation, 連續方程式)

1. 질량유량(Mass flow, 質量流量)

2. 중량유량(Weighting flow, 重量流量)

3. 체적유량(Volume flux, 體積流量)

3-3 베르누이의 정리 및 응용

1. 에너지선(Energy line)

2. 수력구배선(Hydraulic grade line)

3. 정압(Static pressure, 靜壓)

4. 동압(Dynamic pressure, 動壓)

5. 전압력(Total pressure, 全壓力)

6. 토리첼리의 정리(Torricelli's theorem)

3-4 차압에 따른 유량 측정

1. 교축(차압)식 유량계의 특징

2. 벤투리미터(Venturi meter)

3. 유동 노즐(Flow nozzle)

4. 오리피스(Orifice)

제4장 실제 유체의 흐름

4-1 층류(Laminar flow)와 난류(Turbulent flow)

4-2 관로의 손실

1. 관내 마찰손실(Pipe friction loss, 管內摩擦損失)

2. 국부저항손실(Dynamic loss, 局部抵抗損失)



제4편 종합문제

종합문제 [객관식]

종합문제 [주관식]



부 록

참고문헌

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나경찬