유체의 점도측정-보고서(기계공학)

소개글

유체의 점도측정-보고서(기계공학)에 대한 보고서 자료입니다.

본문내용

(3)
④유체는 흐르지 않고 정지되어있다.
실험방법
① 실험할 구슬의 직경과 무게를 측정한다.
② 유체의 높이를 잰다.
③ 유체 내에서 구슬이 떨어지는 시간을 측정한다.
구의 직경
D(cm)
구의 질량
(m=V)
time
(s)
측정유속
u(cm/s)
점도
(g/)
1회
2.57
3.06
2.15
21.8
41.7
30.6
1.33
1.14
0.83
64.5
75.3
104
9.04
13.2
12.3
2회
2.57
3.06
2.15
21.8
41.7
30.6
1.38
1.11
0.79
62.2
77.3
109
9.38
12.9
11.7
3회
2.57
3.06
2.15
21.8
41.7
30.6
1.31
1.16
0.88
65.5
74.0
97.5
8.90
13.4
13.0
④ 여러번 측정하여 점도를 구한다.
평균
64.1
75.5
155
9.11
13.2
12.3
h: 상단과 하단의 길이: 85.8cm
직관내 압력 손실에 의한 점도 측정
<가정>
①관내에서는 완전 발달 흐름이고 층류이다.
②유체는 뉴튼 유체이다.
유체가 관내를 흐를 경우는 점도 에 의해서 poiseuille의 식이 성립한다.
여기서 를 관내를 흐르는 액체의 점도[g/cm·s], 를 관 양끝의 차압 , r 를 관의 반경[cm], 를 유량 . L은 관의 길이 [cm]이다.
여기서, u는 관내를 흐르는 유속, 를 유량 이다.
실험방법
① 직관의 길이를 잰다.
② 코르크 마개를 빼어 관내의 직경을 측정하고, 동시에 비커에 유체를 받으면서 시간을 측정한다.
③ 적당량을 받은 후, 코르크 마개를 끼우고 유체의 부피를 기록한다.
④ 유체가 담긴 비커의 무게를 재고 유체의 높이를 다시 측정한다.
time
(s)
유량
()
점도()
유체질량
부피(mL)
1회
5.364
60
0.55
5.161
111.3
160
2회
5.358
80
0.412
6.881
124.7
170
3회
5.34
100
0.237
8.602
149.2
200
관의 길이: 190cm
관의 반경: 4mm
3. 실험값 계산
4. 토론 및 결론
구슬의 침강속도와 직관 내 압력손실에 의한 유체의 점도를 측정해보는 실험해 보고 나온 값들을 이용해 점성과 유속, 유량 등을 계산해보았다.
먼저 구슬의 침강속도에 의한 점도 측정을 해보았다. 이론적으로 점도가 클수록 구슬의 침강속도는 느리게 떨어지는 것을 생각할 수 있다. 그 생각을 갖고 다른 3종류의 구슬을 이용해 윗부분 유체의 표면에 위치시킨 다음 유체 안으로 떨어뜨려 바닥에 닿을 때까지의 시작을 측정하였다. 하나의 구슬로 3번 떨어뜨려 측정한 유속과 점성의 값을 보면 세 값이 약간의 오차가 발생하는데 그 이유는 유체가 오래되어 육안으로는 잘 보이지 않고 구슬이 떨어지는 소리로 시간을 체크했기 때문에 오차가 생겼다고 생각한다.
다음으로는 직관 내 압력손실에 의한 유체의 점도를 측정해보았다. 먼저 직관 끝에 코르크마개를 열어 60초,80초,100초 동안 총 3회를 비커에 흘려보내고 그 시간동안 유체의 담긴 양으로 밀도, 유속, 압력손실을 계산해보았다. 여기서 유량결과를 유심히 보았다. 유체를 더 많이 흘려 내릴수록 유량이 작아지는 것을 볼 수 있다. 이것은 원통 안의 유체의 높이가 낮아지면서 압력과 유속도 같이 낮아져 유량이 적어지는 것이다. 점도는 5.161g/cm*s, 6.881g/cm*s, 8.602g/cm*s로 측정이 되었는데 이렇게 점도가 차이나는 이유는 사람이 코르크마개를 열고 닫는 시간에서의 오차라고 생각한다.
이번 실험을 통해 오차로 인한 정확한 결과 값은 구하기 힘들었지만 위 두 실험의 값을 가지고 점성을 계산해보고 몰랐던 이론들을 배우게 되어 의미 있는 실험을 한 것 같다.

키워드

점도측정,   유체역학,   기계공학