레이놀즈실험(예비보고서)

소개글

레이놀즈실험(예비보고서)에 대한 보고서 자료입니다.

목차

제목
목적
이론
실험방법
참고문헌

본문내용

흐름형태가 층류일 때, 압력강하는 다음과 같은 Hagen - Poiseulle 식이 사용된다.
이때 길이와 지름을 아는 파이프에서의 압력 강하와 부피 유량을 측정하면, 유량으로부터 평균 유속을 계산하여 아래의 식으로부터 액체의 점도가 계산될 수 있으며 이 식은 유체 점도의 실험적 측정에 이용된다.
어떤 유체가 관을 통해서 흐를때 여러가지 조건으로 흐르게되나 흐름은 역시 두 가지 모양으로 흐르게 된다. 즉 층류(laminar flow)와 난류(turbulent flow)의 흐름이데 이것은 판의 직경 D와 유체의 속도 u ,밀도 및 점도의 관계에서 얻을수 있는데 이수를 레이놀즈 수라하며 다음과 같은 식을 얻을 수있다.
층류와 난류에서의 전이길이
유체가 흘러갈 관의 중심부에서 경계층이 끝나는 흐름을 완전히 발달된 흐름 (fully developed flow)이라 하며 이때 입구에서 완전히 발달된 흐름이 될때까지의 거리를 전이길이(fransition length)라 한다. 튜브의 길이뿐만 아니라 튜브 중심으로부터의 방사방향 거리에 따라서도 유속이 달라지므로, 입구 부분에서의 흐름은 2차원 흐름이다. 유속을 측정하려면 이 전이길이를 넘어선 지점에 유량계를 장치해야 한다.
층류 : Lt=0.05 ReD
난류 : Lt=40～50 D
(Lt :전이길이 (m), Re : Renolds number)
Renolds number가 매우 크면 유체가 완전히 소용돌이를 이루면서 흐르므로 관 내부와 관벽의 유속이 모두같은 플러그 흐름 (plug flow)이된다. 유체의 유량은 질량 기준 유량 w (kg/sec)로 나타낼 경우 유체의 밀도 (kg/㎥)라 하면
가 된다.
실험방법
실험 기구 및 장치
레이놀즈수 측정장치, 염료, Mass cylinder, Stop watch, 온도계, 관의직경(D=23mm)
　　　　　　　　　
레이놀즈수 측정 실험장치의 개략도
실험 방법
① 그림 6.2의 Reynolds수 측정장치에서 H를 잠그고 F를 열어 저수탱크 B 적당한 높이로 물을 채운다
② H를 약간 열어 유리관 D에 물이 흐르게 한다.
③ 염료를 밸브 G를 조정하여 가는 선이 되도록 주입한다.
④ 상임계 레이놀즈 수의 측정 (층류→난류)
1) 염료선을 관찰하면서 유리관내에 유동이 층류가 되도록 H를 잠근다.
2) H를 서서히 열어 파이프내의 물의 유속을 증가시킨다. 이때 H를 조정할 때 마다 안정상태를 유지시킨다.
3) 층류에서 난류로 넘어가는 상태가 되면 H를 고정시키고 mass cylinder 및 stop watch로 유량을 정확히 측정한다.
4) 위의 절차를 5회 이상 반복하면서 결과를 측정한다. 실험시 실험장치 주위의 충격, 진동을 방지한다.
⑤ 하임계 레이놀즈수의 측정 (난류→층류)
난류상태가 되도록 H를 많이 열어 놓고 위 실험의 역과정을 수행한다.
참고문헌
두산세계대백과
http://www.imadang.co.kr/tech-data/flow-intro.htm
http://envinews.co.kr/enview1/hkkh/hkkh3-2.html

키워드

레이놀즈,   화학실험,   층류,   난류,   유체,   뉴톤유체,   하임계속도