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질소, 산소, 알곤과 공기에 대한 점도 및 열전도 방정식(Viscosity and thermal conductivity equations for nitrogen, oxygen, argon, and air)

전문가 제언: □ 본 논문은 질소, 산소, 알곤, 공기의 수송 물성(transport property)에 대한 연구로 Idaho 대학교와 NIST(National Institute of Standards and Technology)에서의 공기 물성에 대한 지난 수십 년간의 연구결과를 나타낸 것이다. 이 연구는 등적 열용량, 건공기의 음속, 공기의 점도, 질소의 열전도율 등 PVT에 대한 측정을 포함하고 있으며, 의사 순수유체(pseudo-pure fluid) 유체로서 공기에 대한 상태방정식에 추가하여 질소/알곤/산소 시스템에 대해 혼합모델을 최종적으로 보고하고 있다.

□ 여기서 개발된 수송 물성식은 분자사이의 상호작용으로 유발된 잔류기여(residual contribution)에 대한 경험식과 희석가스와 열전도 임계증대(critical enhancement)에 대한 이론적 모델의 결합으로, 희석가스에 대한 식은 실험 데이터를 적합시키기 위해 충돌적분(collision integral)의 Chapman-Enskog 이론을 사용하였으며, 열전도율 임계증대에 대한 식은 Olchowy와 Sengers의 단순화시킨 교차모델을 사용하고 있다. 또한,잔류기여에 대한 경험식은 전형적인 Helmholtz 상태에너지 방정식과 유사함을 확인하였다.

□ 물질에 대한 물성을 파악하는 것은 공학에 있어서 중요한 과제 중의 하나이다. 예를 들어 유체가 기체와 액체사이의 상태 변화를 일으키면, 이러한 상변화를 통하여 큰 체적변화가 일어나고, 이는 마이크로 시스템의 경우 큰 압력변화로 제공되게 된다. 따라서 물리적, 화학적, 기계적으로 물성이 좋은 신 물질을 개발하여 광범위하게 응용할 수 있도록 다양한 형태의 보다 정확한 해석모델들이 제시되어야 하겠다.

저자: EW Lemmon, RT Jacobsen
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