유체의 종류 및 유체의 정의란?
(1) 점성유체와 비점성 유체
① 운동하고 있는 유체에서는 전단변형의 빠르기에 비례하는 전단응력이 발생하여 변형에 역행하려는 저항이 있게 된다.
이러한 성질은 유체가 가지는 점성에 의해 생기는 것으로서, 모든 유체는 대소의 차이는 있지만 반드시 점성을 가지고 있다.
② 점성을 가지고 있는 유체를 점성유체 라하고, 이에 대해 점성을 갖지 않는다고 가상한 유체를 비점성 유체 라고 한다.
(2) 압축성 유체와 비압축성 유체
① 기체는 쉽게 체적을 변화하고 외부의 압력이 미치지 않으면 무한히 팽창한다. 그러나 액체는 체적의 변화에 대해서 저항이 극히 크고, 또 분자 간의 흡인력 때문에 무한히 팽창하지는 않는다. 이와 같이 체적변화에 역행하는 저항의 대소에 따라 기체와 액체를 구분할 수 있다.
이러한 성질은 유체가 가지는 압축성에 의하여 생기는 것으로서, 대소의 차이는 있지만 모든 유체는 반드시 압축성을 가지고 있다.
② 밀도의 변화를 동반하는 유체를 압축성 유체라 하고, 이에 대하여 압축성이 없다고 가정한 유체, 즉 밀도의 변화가 없는 유체를 비압축성 유체 라고 부르는데, 보통 전자는 기체, 후자는 액체라고 생각한다.
(3) 이상유체 또는 완전유체
① 실재하는 유체는 점성과 압축성의 두 가지 성질을 가지고 있는데, 이 두 가지 모두를 갖지 않는 유체를 가정하여 이것을 이상유체 또는 완전유체 라고 부르기도 한다.
② 이상유체의 경우에는 점성이 없기 때문에 내적, 외적 마찰이 있을 수 없고 또 에너지의 손실도 생각할 필요가 없다.
실제의 공학 문제에서는 마찰이 작은 흐름을 이상유체로 다루고 있다.
유체의 정의
(1) 물질의 상태는 크게 나누어 고체와 유체가 있고, 유체는 다시 액체와 기체로 분류된다.
(2) 물질의 상태는 분자의 배열과 분자간의 응집력의 크기로서 고체와 액체, 기체로 나눌 수 있다.
즉 고체는 분자간의 응집력이 큰 데 반하여, 유체는 분자간의 응집력이 극히 작다.
이 성질은 고체는 형상에 있어서 치밀성과 강성을 가지고 있고, 액체는 분자가 그 물질 내에서 자유로이 운동할 수 있는 능력을 가지고 있다는 것을 뜻한다. 따라서 고체와 유체는 변형의 난이도에 따라 서로 구별된다.
(3) 고체는 정지하고 있더라도 전단응력과 법선응력의 두 힘이 작용하고 있으나, 정지하고 있는 유체는 법선응력만이 작용하는데 이것이 압축 응력, 즉 압력이다.
(4) 유체는 전단변형의 속도를 무한히 작게 하면 변형에 요하는 힘은 극히 작게 된다.
즉 자유롭게 변형하기 쉬우므로 용기의 형상에 따라 자신의 형상을 적응 시키고 이것을 유지한다.
(5) 위의 내용을 정리해 유체를 정의하면 다음과 같다.
: 정지상태에 있을 때는 그 내부의 일면에 항상 법선응력, 즉 압력만이 작용하고 있는 물질로서 만약 전단응력이 작용하면 연속적인 변형 (흐름)을 하여 위치를 바꾸는 물질이다
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