레이놀즈수 (인하공전 기계과)

목차

1. 실험 목적 --------------------------------------------2

2. 실험 준비물 ------------------------------------------2

3. 실험 방법 -------------------------------------------3

4. 실험시 각 부분의 주의점 및 KS B 6350의 측정 방법 --------------3

4.1 온도 --------------------------------------------------------5

4.2 압력 --------------------------------------------------------5

4.3 흡입공기량 ----------------------------------------------------6

4.4 회전수 -------------------------------------------------------8

4.5 축 동력 ------------------------------------------------------9

4.6 시험 성적표 ---------------------------------------------------9

5. 공기압 시스템 기본구성---------------------------------9

6. 실험 결과 -------------------------------------------12

7. 결론 -----------------------------------------------14

8. 실험 후기 -------------------------------------------14

9. 참고 문헌 -------------------------------------------14

본문내용

그 입구에 잉크가 흐를 수 있는 노즐을 장치하여 유량의 변화에 따르는 잉크의 흐름을 관찰하였을 때, 속도가 적을 때는 잉크는 일직선 모양으로 흐르며, 어느 속도 이상이 되면 잉크가 관 전체에 퍼져 버리는 현상이 나타난다. 그림 1에서 (a)경우 유체가 층을 이루는 흐름을 층류(laminar flow)라 하며, (b)는 잉크가 어떤 속도 즉, 임계속도(critical velocity)를 넘으면 유체는 소용돌이를 이루면서 흐르기 때문에 관 전체에 잉크가 퍼질 때의 흐름을 난류(turbulent flow)라고 한다.
2. 평균 유속
층류와 난류에서 중심부분에서의 최대 속도 와 평균 속도 사이에는 다음과 같은 관계가 있다.
3. 레이놀즈 수(Reynolds number)
원관에 유체가 흐르는 경우 관의 내경을 D(m)
평균 유속을
질량 유속을 G(kg/s)
유체의 밀도 ρ(kg/m3)
유체의 점도를 μ(kg/ms)
유체의 동점도를 ν(m2/s)
4. 레이놀즈 수와 유체의 흐름
NRE ≤ 2,100 → 층류
2,100 ≤ NRE ≤ 4,000 → 전이 흐름
NRE ≥ 4,000 → 난류
5. 관에서의 경계층 형성
① 완전히 발달된 흐름(fully developed flow) : 유체가 흘러 갈 경우 관의 중심부에서 경 계층이 끝나는 흐름
② 전이길이(transition length) : 입구에서 완전히 발달된 흐름이 될 때까지의 거리(m)이 며 유속을 측정하려면 전이거리를 넘어선 지점에 유량계를 장치하여야 함
6. 유속에 따르는 속도 구배의 변화
층류일 때는 그림 3의 (a)같이 되나 난류일 때 또는 속도가 무한히 클 때는 모양이 달라진다. 레이놀즈수가 크면 완전히 소용돌이를 이루면서 흐르고 유속은 일정하게 되어 그림의 (b) (c)와 같이 나타난다. (c)의 경우를 플러그 흐름(plug flow)이라고 하며, 공업적인 장치를 계산할 때는 (c)와 같은 이상적인 플러그 흐름을 가정하여 처리한다.
실험결과
순서
물의 무게
시간
유량(m3/S)
유속(m/S)
레이놀즈수
개방량(%)
1
29.92
42초
712.38
2.27
45084.41
100
2
28.04
667.62
2.13
42303.87
80
3
23.38
556.67
1.77
35153.92
60
4
14.76
351.43
1.12
22244.29
40
5
3.32
79.04
0.25
4965.24
20
평균
19.88
485.70
1.51
29990.07
물 의 제 원
물의 온도
동점성 계수()
밀도(kg/m3)
D: 20mm
20℃
1.007×10-6
998.2
일정한 동점성계수(, 동일한 유체)는 동일한 관에서의 Re수의 차이는 속도 즉 유량에 관계가 있는 것으로 보고 흐름 상태, 레이놀즈수와의 관계 및 층류와 난류의 개념을 이해하고 유량(속도)을 달리함으로써 천이유동에서의 임계Re를 구하기 위해 일정 유량에 따른 시간을 측정하는 실험방법으로 Table 1 과 같은 측정치를 얻었다. Fig. 2 와 Fig. 3에서 볼 수 있듯이 측정값은 상임계 Reynolds number의 이론식값인 “ Re 2300 "과 하임계 Reynolds number의 이론값인 “ Re 4000 "과 차이를 보였다. 오차의 원인으로는 주위의 진동도 있겠지만 무엇보다도 일정 유량을 측정함에 있어서 눈으로 측정하는데 오차가 컸다고 생각한다. 그리고 다른 실험방법으로 일정 시간에 따른 유량을 측정하는 방법으로 실험을 하는 것이 결과값에서 더 정확한 측정이 될 수도 있지 않았나 생각한다. 이 방법으로는 일정 시간을 먼저 체크한 후 유량을 측정하는 것이기 때문에 유량측정에 좀 더 정확성을 기할 수 있을 것이라 생각된다

키워드

레이놀즈수,   인하공전 기계과,   열유체 실험