레이놀즈수측정 결과

목차

1. 실험장치
2. 실험방법
3. 실험결과
4. 조별고찰
5. 개별고찰

본문내용

다.
⑪ 수조내의 온도를 확인하여 기록한다.
⑫ 위의 과정을 반복하여 실험한다.
3. 실험결과
실험 일자 : 2010. 11. 15
실험 조건 : 실내 23℃, 수온 16℃, 관의 직경
관의 단면적
시간(sec)
유량()
Q(m3/s)
V(m/s)
Re 수
(층 류)
27.58s
751
27.23X10-6m3/s
0.0750m/s
1534.2
(하임계)
17.33
872
50.32X10-6m3/s
0.1386m/s
2835.3
(상임계)
16.9
869
51.40X10-6m3/s
0.1416m/s
2896.7
(난류)
7.38
850
115.176X10-6m3/s
0.3172m/s
6488.8
※참고자료
<물의 물성치>
*16℃ 물의 점성계수 = 1.1156 x 10-4 kg/ms
물의 동점성계수 = 1.1168 x 10-6 m2/s
* 레이놀즈 수에의한 층류, 하임계, 상임계, 난류의 구분
관계식
(m3/sec)
=
층류
1480.6
하임계
2827.02
상임계
3231.86
난류
3320.56
층 류
하임계
상임계
난류
※결과값
실 험 값
이 론 값
층 류
1480.6
Re<2100
하 임 계
2827.02
2100
상 임 계
3231.86
4000
난 류
3320.56
4000>Re
※그래프
4.조별고찰
-실험을 마치고 측정값을 계산한 결과를 보면, 층류와 천이구역, 난류는 일반적인 유동 범위 안에 포함이 되지만, 정해진 값이 정확히 정해져있는 하임계와 상임계의 레이놀즈수는 상당히 차이가 난다고 할 수 있다. 그리고 각 상태의 이상적인 유동 형상과 우리가 사진으로 남겨놓은 유리관 내의 잉크의 유동 형상은 어느 정도 일치하지만, 약간 차이가 있는 것도 사실이다.
우리 조는 실험을 마치고 나서 오차의 원인에 대해서 얘기해 보았고, 크게 6가지에 대해서 얘기가 나왔다.
첫 째, 육안으로 유동 상태를 구분하면서 정확한 임계점을 찾는 것은 거의 불가능하다는 것이다
둘 째, 유량 측정 시 시간 측정자의 미숙으로 인한 오차가 발생할 수 있다.
셋 째, 유량 측정 시 눈금을 읽는 과정에서도 오차가 발생할 수 있다.
넷 째, 유량 측정 시 호스가 유량 측정용 비커와 정확히 수평을 이루지 않아 서 그로 인한 오차가 발생하였다.
다섯 째, 측정 장치의 수면이 흔들림이 없어야 하는데 수면의 흔들림이 조금 있었다.
여섯 째, 관내에 기포가 없게 해야 했지만 기포가 완벽히 없다고 단정 지을 수 없다.
위의 사항들 중 가장 공감이 가는 것은 첫 째, ‘육안으로 유동상태를 구분하면서 정확한 임계점을 찾는 것은 거의 불가능하다’였는데, 우리 조원들 모두 대략적으로 각 유동 상태가 어떤 형상이어야 하는지는 알지만, 그것을 우리가 실험값을 측정하고 계산하기전인 실험 당시에 수치적으로 알 수
있는 것은 각 측정 마지막에서야 알 수 있던 소요 시간과 흘러간 유량 밖에 없었다. 때문에 육안 상으로만 판단하여 정확하게 각 임계점의 수치를 나오게 하는 것이 거의 불가능 하다는 것이다.
5.개별고찰
-레이놀즈수에 따른 유동상태 구분 이론 치와 비교하여 보면, 층류와 난류의 Re가 각각 2100 안, 4000밖 의 범위에 들어옴으로써 조건을 만족시킴을
보이고 있다. 그리고 천이구역과 층, 난류의 경계가 되는 하임계, 상임계를
살펴보면, 상임계는 Re가 4000과 가까운 3926 으로 만족스러운 결과가 나온 반면, 하임계는 2100과 차이가 나는 1555 값을 얻었다.
물론, 상임계, 하임계를 이론 치에 딱 맞게 얻을 수는 없겠으나, 하임계에서 이런 오차를 보이는 이유를 살펴볼 필요가 있다. 조원들 모두 실험 장치에 모여서 각자 임무를 정확히 안배하지 않은 채 실험이 진행되어서 혼선을 자주 빚었는데, 이 상황에서 실험 장치를 건드리는 일도 몇 번 있었다. 레이놀즈수 실험에서 절대 실험 장치에 충격을 가하면 안 되는 것은 명심해야할 사항이다. 피할 수 없는 기차, 계측오차, 우연오차 등 도 작용할 수 있겠다. 하지만, 무엇보다 하임계 측정 때 유량의 양과 속도를 맞추는 과정에서 잘 맞지 않아 여러 번 시도하는 과정에서 이상적인 형태에 어느 정도 비슷한
것을 선택한 것이 화근이 된 것 같다.
즉, 다시 말해 눈으로 어느 정도 유동가시화를 살펴보고 유동상태를 구분하여도 실제로 계산 값에서는 그렇지 않을 확률이 높다는 것이다.
유량의 흐름이라는 것이 눈으로 보아 짐작으로 측정할 수 있는 양이 아님은 앞선 실험에서 여러 번 겪었기 때문에 앞으로 주어질 유체관련 실험에서
반드시 숙지해야할 사항이다.

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