동점성 계수

 

 

점성 + 밀도, 그 사이의 관계를 아시나요?

안녕하세요 🙂
오늘은 유체역학이나 열전달, 기계공학 쪽 공부하다 보면 자주 만나는 개념인 '동점성 계수(kinematic viscosity)'에 대해 알아보려고 합니다.

말은 어렵지만, 알고 보면 그렇게 복잡하지 않아요.
지금부터 차근차근 풀어볼게요!

 

 1. 점성 계수와 동점성 계수의 차이

먼저 우리가 흔히 말하는 "점성 계수(viscosity)"는
어떤 유체(액체나 기체)가 얼마나 끈적거리느냐, 흐르기 어렵냐를 나타내는 물리량이에요.

점성 계수(μ, 뮤): 절대점도 또는 동적점도(Dynamic Viscosity)

동점성 계수(ν, 뉴): 점성을 밀도로 나눈 값

즉,
동점성 계수 = 점성 계수 / 밀도

 

 2. 왜 ‘동점성 계수’가 필요할까?

사실 ‘점성 계수’만 있으면 될 것 같은데,
왜 굳이 '동점성 계수'가 필요할까요?

📌 이유는 바로 유체의 관성 효과까지 고려하기 위해서입니다.
점성 계수(μ)는 절대적인 끈적임의 정도를 나타냅니다.

반면, 동점성 계수(ν)는 유체가 얼마나 쉽게 퍼지고 흐를 수 있는지,
즉 '점성력 대비 관성력'의 비율을 보여줘요.

쉽게 말하면,
"같은 점성을 가진 물질도 밀도가 다르면 흐름 특성이 달라진다"는 걸 보여주는 값이죠.

 

 3. 단위는 뭘까?

동점성 계수의 공식은
ν = μ / ρ
이기 때문에, 단위도 자연스럽게 다음과 같아요:

[m²/s] (미터 제곱/초) — SI 단위

또는 [Stokes] (스토크스) — CGS 단위계에서 사용

1 St = 10⁻⁴ m²/s

예를 들어, 공기의 동점성 계수는 대략 1.5 × 10⁻⁵ m²/s 정도입니다 (20℃ 기준).

 

 4. 실생활에서는 어디에 쓰일까?

동점성 계수는 다양한 공학 분야에서 아주 중요합니다.

기계공학/열유체 분야: 유체 흐름 해석, 열전달 계산

항공/자동차 산업: 공기 흐름 예측, 유체 저항력 계산

화학공정: 액체가 파이프나 장비 내에서 어떻게 흐를지 예측

CFD 해석: 유체 해석 프로그램에서 반드시 사용됨

특히 레이놀즈 수(Reynolds number)를 계산할 때 꼭 등장해요.

🧮 Re = (관성력) / (점성력) = (유체 속도 × 길이) / 동점성 계수

 

 

📌 Tip

동점성 계수는 ‘퍼지는 속도’를 표현한 값이라고 생각하면 이해가 편합니다.
예: 꿀과 물은 점성은 다르지만, 꿀은 천천히 퍼지고 물은 빨리 퍼지죠.
이게 바로 동점성 계수의 차이예요!