유체역학실험 - 점성계수 측정실험 I

소개글

유체역학실험 - 점성계수 측정실험 I에 대한 보고서 자료입니다.

본문내용

관하여 정리함.
μ= ()r*t
위식에 의하면 배출관 속의 압력 측정과 지름을 측정하여야 하는데 실제로는 어렵고 또 지름을 균일하게 만드는 것도 힘들기 때문에 실용방법에 있어서는 짧은 모세관을 통하여 일정한 체적 V=60cc가 흐르는데 요하는 시간을 측정하여 동점성계수의 척도로 나타냄. 이 시간을 Saybolt Universal초 (SUS,SSU,SUV) 라고 함.
ν와 Saybolt초(s) t 사이에는 다음과 같은 근사관계식이 성립
=0.0022t-
따라서 ν를 측정할때에는 먼저 코르크로 배출구를 막은 후 액체를 채우고, 다음에 마개 를 열고, 이 순간부터 용기 속에 일정한 양의 액체가 흘러내릴 때까지의 시간(t)을 측정 하면 위의 식에서 ν를 계산할 수 있음.
3. 실험 장치 및 방법
3.1 실험 장치
(2)실험 방법
1)점성 계수를 측정할 물과 우유를 준비함.
2)위로부터 유체를 넣어 고무 호수를 이용하여 둥근 부분 위까지 기포 없이 넣음.
3)액체 선이 하강하는 시간을 시계를 이용하여 측정함.
4)오차를 적게 하기 위하여 같은 실험을 5회 반복함.
5)물로 실험을 하고 난 후 우유로 같은 실험을 반복함.
나.Say volt 점도계
(1)실험 준비
1)측정 하고자 하는 오일의 온도를 측정함.
2)히터를 전원에 연결.
(2)실험 방법
1)온도 조절기의 온도를 상온으로 유지.
2)Cork 를 뺌과 동시에 시간을 측정.
3)배출관을 통하여 나온 양이 60ml가 될 때까지의 경과 시간을 기록.
4)위와 같은 방법으로 항온조를 상온에서 전기히터로 5°C 씩 상승시켜 가며 각각 3회 이상 실험을 수행.
4. 실험 결과 및 토의
횟수
항목
물
작동유체(우유)
1
2
3
4
5
1
2
3
4
5
시간[t]
31.18
30.93
30.71
30.87
31.07
66.05
65.59
64.39
65.15
64.56
비중[s]
1
1.03
점성계수
[μ]*10
1.005*10
2.193
2.195
2.171
2.185
2.151
온도[℃]
22
22
*표 2-1 Ostwald 점도계를 이용한 실험결과표.
온도
항목
22℃
27℃
32℃
37℃
42℃
비중 0.84
시간
1
64.5
51.7
34.8
30.7
29
2
64
50.3
34
31.3
29
3
63.7
51.4
33
31
28.8
평균
64.07
51.13
33.93
31
28.93
동점성계수
*10
1
11.40
7.89
2.48
0.891
0.173
2
11.27
7.49
2.19
1.14
0.173
3
11.19
7.81
1.81
1.01
0.086
평균
11.29
7.73
2.16
1.01
0.143
*표 2-2 Saybolt 점도계를 이용한 실험 결과표.
절대점성계수
*10
1
95.76
66.28
20.83
7.48
1.45
2
94.67
62.92
18.40
9.58
1.45
3
94.00
65.60
15.20
8.48
0.72
평균
94.84
64.93
18.14
8.48
1.20
3-2 점성계수와 온도의 관계를 나타낸 그래프(logυ-logt선도)
*토론
온도에 따라 점성 계수를 측정하는 실험을 하였다. 실험 결과로 보아 온도가 증가할 수록 점성 계수는 떨어지는 것을 알 수 있었다. 이것은 온도가 증가하면서 분자간의 운동이 활발하게 되어 발생한 것으로 생각해 볼 수 있다.
또한 오일의 동점성계수를 측정하여 봄으로써 사계절용 엔지오일은 온도에 영향을 적게 받는 것을 사용하여야 한다는 사실을 알게 되었다.
이번 실험도 여느 실험과 마찬가지로 실험을 하는 중 오차를 발생시킬 수 있는 요건 이 많았던 것 같다. 특히 Ostwald점도계를 사용해서 우유의 점도를 측정할 때 우유에 기포가 발생하여 시간 측정에 많은 어려움이 있었다. 또한 시간을 측정할 때 관의 직 경이 갑자기 수축하는 곳이 있어 정확한 시간을 잴 수가 없었다.
Saybolt 점도계에서는 플라스크의 눈금을 정확하게 읽을 수가 없어서 오차가 발생하 였다. 또 오일의 온도를 정확하게 5℃를 올려서 정확한 값을 찾아내야 하는데. 그러지 못하였고, 주어진 실험장비상 육안으로 온도계를 측정하고, 시간측정에도 정확성이 떨 어지는 수동식을 이용하였기 때문에 정확한 결과값을 기대할 수 없었다.
5. 참고문헌
○ 유체역학(Introduction to Fluid Mechanics) : Fox & McDonald
○ 유체역학 : John. Haberman
○ 인터넷 사이트 : http://nspc.chungnam.ac.kr/lab/phy/9.htm

키워드

유체,   실험,   점성계수,   측정