[공학실험]평판위의 경계층 측정 실험 예비, 결과레포트

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목차

1. 실험목적

2. 실험방법

3. 실험결과

4. 실험데이터

5. 정리

본문내용

9.775
89.30
19.46846802
0.994857608
58.66454665
45
42.775
89.40
19.5188393
0.997431629
63.08927676
46
45.775
89.50
19.56908093
0.999999025
67.51400687
2) 고속실험 데이터
순번
h
마노미터값
u
u/U
1
0
70.00
0
0
0
2
0.375
80.00
14.01370992
0.527047171
0.553091263
3
0.625
83.20
16.10052691
0.605531098
0.921818772
4
0.875
85.50
17.44692815
0.656168436
1.290546281
5
1.125
86.50
18.00093632
0.677004349
1.65927379
5
1.375
87.50
18.5383957
0.697217871
2.028001299
6
1.625
88.50
19.06070622
0.716861655
2.396728807
7
1.875
89.00
19.31656608
0.726484389
2.765456316
8
2.125
89.90
19.7687706
0.743491528
3.134183825
9
2.375
90.50
20.06457911
0.754616708
3.502911334
10
2.625
92.00
20.78569086
0.781737286
3.871638843
11
2.875
92.50
21.02056488
0.790570756
4.240366352
12
3.125
93.00
21.25284337
0.799306609
4.60909386
13
3.375
93.50
21.48261052
0.807948013
4.977821369
14
3.625
94.00
21.70994606
0.816497966
5.346548878
15
3.875
94.50
21.9349256
0.82495931
5.715276387
16
4.125
95.10
22.20189193
0.834999753
6.084003896
17
4.375
96.50
22.81266697
0.857970633
6.452731404
18
4.625
96.50
22.81266697
0.857970633
6.821458913
19
4.875
97.00
23.02687512
0.866026873
7.190186422
20
5.375
98.20
23.53302075
0.885062704
7.92764144
21
5.875
99.00
23.86448807
0.89752899
8.665096457
22
6.375
100.00
24.27245759
0.912872477
9.402551475
23
6.875
101.00
24.67368242
0.927962301
10.14000649
24
7.375
101.50
24.87186779
0.935415933
10.87746151
25
7.875
102.00
25.0684864
0.942810641
11.61491653
26
8.375
103.00
25.45716829
0.957428732
12.35237155
27
8.875
103.50
25.64930058
0.964654711
13.08982656
28
9.375
104.00
25.84000433
0.971826964
13.82728158
29
9.875
104.00
25.84000433
0.971826964
14.5647366
30
10.675
104.50
26.02931092
0.978946671
15.74466463
31
11.475
104.60
26.06700726
0.980364407
16.92459266
32
12.275
105.00
26.21725062
0.986014969
18.10452068
33
13.075
105.20
26.29205035
0.988828142
19.28444871
34
13.875
105.20
26.29205035
0.988828142
20.46437674
35
14.875
105.60
26.441015
0.994430613
21.93928678
36
15.875
105.70
26.47812521
0.995826305
23.41419681
37
16.875
105.80
26.51518349
0.997220045
24.88910685
38
17.875
106.00
26.58914509
1.000001696
26.36401688
5. 정리
유체역학 I 에서 간단하게 배웠던 경계층의 발생과 성장, 점성유동의 속도분포를 직접 실험을 통해 알아보았다. 실험은 생각보다 간단했지만, 실험에서 측정된 데이터를 정리하고 분석하는데 많은 시간을 투자해야 했었다. 모든 실험에서 같을 것이라고 생각하지만, 같은 실험 데이터를 가지고도 분석하는 사람에 따라서 서로 차이가 있는 결과를 보여주었다.
실제의 모든 유체는 점성을 가지고 있으며, 결과적으로 평판 위에서의 점성유체(공기)의 흐름은 높이에 따른 명확한 속도 분포를 보여주었다. 물론 이론적인 값과의 오차는 존재했으나, 전체적인 경향은 유사하였다. 평판에 완전히 밀착한 공기의 흐름은 실험장비의 한계로 측정이 어려웠으나, 그 부분을 이론값으로 대체하여 평판위에서 공기흐름에 점성이 미치는 영향을 확인할 수 있었다. (물론 평판에 밀착한 부분의 값을 제외한다고 해도 같은 경향을 가졌다)
다만, 실험자료를 분석하고 그 결과를 이끌어내는데 있어서, 그 방법들이 유체역학 II 에 해당하는 내용들이기에, 많은 시간을 투자하고도 만족할 만한 성과를 이끌어내지는 못한 것 같아 아쉬움이 남는다.
또, 층류와 난류를 저속과 고속으로 대체하여 실험을 수행하였으나, 고속의 공기흐름이 꼭 난류를 발생시킨다고 하기는 어려워 보인다. 각각의 정의를 이용하여 실험자료로부터 얻어낸 결과와, 계산식을 통해 얻어낸 결과는 많은 차이를 보였다. 다만 난류로 가정한 고속 흐름에서의 'The 1/7 Power Velocity Distribution Law'의 적용은 그 오차를 줄이는데 기여하였다.

키워드

공학실험,   평판,   경계층,   점성유동,   속도분포,   층류,   난류