열기관이나 유체기기와 같은 에너지변환장치 및 산업플랜트는 운동량 혹은 열전달이 나타나고, 심지어는 이들 현상이 동시에 나타나기도 한다. 이들 장치나 플랜트의 효율적인 설계를 위해서 는 운동량전달 및 열전달에 대한 정확한 이해와 해석능력이 필요하다. 운동량전달, 열전달 및 물질이동은 모두 동일한 수학적 모델로 표기되고 동일한 방법으로 해를 구할 수 있다. 그러나 현재 기계공학전공 교육과정에서는 유체역학, 열전달로 별개의 과목으로만 지정되어 있다. 저자들은 운동량과 열전달의 보다 깊은 이해를 위해서 이것들을 통합하여 가르칠 필요성을 느껴 본서를 저술하게 되었다. 이것은 모든 교과과정에 기초이론의 강화를 추구하는 공학교육인증 (ABEEK) 프로그램의 목표이기도 하다. 

본 교재는 제IV편으로 구성되어 있다. 제I편은 운동량 및 열전달 입문으로서 3장으로 되어 있다. 제1장은 운동량, 열 및 물질이동에 대한 속도방정식의 설명과 이것들이 모두 동일한 수 식으로 표현되어 동일한 방법으로 해를 구할 수 있음을 기술하였다. 제2장은 기체를 대상으로 이동현상의 미시적 유사성을 설명하고, 이동계수에 미치는 영향 및 이동계수의 예측방법을 기 술하였다. 제3장은 실제 이들 현상을 지배하는 난류와 경계층에 대해 자세히 기술하였다. 

제II편은 운동량전달에 대한 기초이론과 실용적인 유체공학문제를 다루었다. 제4장은 이동 현상의 기초가 되는 유체 유동의 기본식과 차원해석 및 이동현상의 상사를 기술하였다. 제5장 내부유동에서는 수도관, 송유관 등의 배관시스템의 설계를 위하여 관 벽면에서의 마찰손실 및 관 로의 형상 변화에 따른 유동손실이 압력강하에 미치는 영향, 즉 압력강하를 마찰계수와 관련시 켜 설명하였다. 제6장 외부유동은 유체 속에 잠겨있는 평판, 구, 원기둥 등에 작용하는 힘을 항 력계수 또는 양력계수와 관련시켜 설명하였다. 즉 운동량 전달은 내부유동에서는 마찰력으로, 외부유동에서는 항력과 양력으로 나타남을 기술하였다. 

제III편은 열전달에 대해 기술하였다. 제7장은 정상열전도 및 비정상열전도에 대하여, 제8장 은 대류열전달, 즉 강제대류 열전달, 자연대류 열전달 및 상변화를 동반한 열전달에 대하여 설 명하였다. 대류열전달률의 정확한 평가 여부는 대류열전달계수를 정확히 구하는 문제와 또 이 를 위해 대류열전달계수에 미치는 유동특성에 대하여 기술하였다. 제9장은 주위에서 가장 많이 사용되는 컴팩트 열교환기의 해석 및 설계를 중심으로 기술하였다. 열교환기는 온도가 다른 두 유체가 고체 벽면을 경계로 열에너지가 대류⟶전도⟶대류에 의해서 전달되므로, 이들 모든 요소들을 감안한 총열저항 또는 열관류율(총합열전달계수)을 비롯하여 열교환기의 설계를 위한 대수평균온도차(LMTD)법 및 온도효율-이동단위수법에 대하여 기술하였다. 

제IV편은 화학반응이 일어나지 않는 경우의 물질이동의 기초를 비롯하여 물질이동에 관한 식, 강제대류를 동반한 물질이동 및 계면을 통한 물질이동에 대하여 기술하였다. 

본서는 제II편의 내용으로 유체역학, 제III편의 내용으로 열전달, 제I편의 내용으로 대학원 생 교재로 사용할 수 있을 것이다. 단 유체역학 교재로 사용하기 위해서는 유체역학 입문과 유 체 정역학의 내용을 별도로 준비하면 좋을 것이다. 그리고 본서는 기계공학전공을 위해 새롭게 기술된 것이므로, 앞으로 기계공학전공 교육과정 개편 시 본서의 내용이 새롭게 포함되기를 희 망해 본다. 
 

-머리말 중에서-

머리말iii
Part 1 운동량 및 열전달 입문
제1장 운동량 및 열전달의 기초 2
1.1 이동현상 2
1.2 열전달의기초 23
1.3 운동량전달의기초32
1.4 물질이동의기초37
1.5 이동현상의상사성 38
 

제2장 이동물성 46
2.1 기체분자운동론 46
2.2 물성값52
2.3 기체의이동물성69
2.4 액체의이동물성79
2.5 고체의이동물성83
 

제3장 난류, 경계층 87
3.1난류87
3.2경계층109
 

Part 2 운동량전달
제4장 유체의 운동 130
4.1 유체유동의기본식 130
4.2 이상유체의유동162
4.3 차원해석과상사법칙 175
 

제5장 내부유동 192
5.1 내부유동192
5.2 원관내의층류유동194
5.3 원관내의난류유동206
5.4 내부유동에서의운동량전달 225
 

제6장 외부유동 243
6.1 항력과양력 243
6.2 평판주위의유동 250
6.3 평판층류유동에서운동량전달 270
6.4 물체주위의흐름 277
 

Part 3 열전달
제7장 열전도 298
7.1열전도방정식298
7.2정상열전도306
7.3비정상열전도338
 

제8장 대류 열전달 363
8.1강제대류열전달363
8.2자연대류열전달406
8.3상변화를동반한열전달423
 

제9장 열교환기 444
9.1열교환기444
9.2열교환기해석452
9.3열교환기설계473
 

Part 4 물질이동
제10장 물질이동 512
10.1물질이동의기초512
10.2물질이동에관한식521
10.3대류물질이동535
10.4계면을통한물질이동547
 

부록
|A-1|금속열물성값556
|A-2|합금열물성값557
|A-3|비금속열물성값558
|A-4|대기압하에서기체의열물성값559
|A-5|포화유체의열물성값563
|A-6|포화수의열물성값565
|A-7|액체금속의열물성값566
|A-8|1기압에서의2성분확산계수567
|A-9|일정압력하에서물속에있는기체들의Henry상수568
|A-10|Lennard-Jones상수568
|A-11|오차함수erf569
|A-12|베셀함수 570
 

■ 참고문헌 571
■ 찾아보기 573

전흥신 
경희대학교 기계공학과 졸업
일본 토호쿠대학 공학박사(1988)
한국동력자원연구소 선임연구원
호주 뉴사우스웨일즈대학 방문연구원
미국 펜실베이니아주립대학 방문교수
현재 경희대학교 기계공학과 교수
 

구준모 
KAIST 기계공학과 학석사
미국 노스캐롤라이나주립대학 기계항공학박사(2005)
삼성종합기술원 전문연구원 
미국 국립표준연구원(NIST) 방문연구원 
현재 경희대학교 기계공학과 교수
 

정신규
경희대학교 기계공학과 졸업
일본 토호쿠대학 공학박사(1999)
일본 우주항공연구개발기구(JAXA) 특별연구원
일본 토호쿠대학 교수
미국 조지메이슨대학 방문교수
현재 경희대학교 기계공학과 교수 

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