레이놀즈 실험보고서

소개글

레이놀즈 실험보고서에 대한 보고서 자료입니다.

목차

서 론

　Ⅰ. 실험목적……………………………………………………2
　　ⅰ. 실험일시
　　ⅱ. 실험장소
　　ⅲ. 실험환경

　Ⅱ. 실험이론……………………………………………………3
　　ⅰ. 점성
　　ⅱ. 레이놀즈수
　　ⅲ. 층류유동과 난류유동

본 론

　Ⅲ. 실험장치……………………………………………………6
　　ⅰ. 레이놀즈 실험장치(SDH-RN3)
　　ⅱ. 비커&저울
　　ⅲ. 사진기
　　ⅳ. 초시계(핸드폰)

　Ⅳ. 실험방법……………………………………………………8

　Ⅴ. 실험시 유의사항……………………………………………8

결 론

　Ⅵ. 실험결과……………………………………………………9
　　ⅰ. 데이터 값
　　ⅱ. 유동현상

　Ⅶ. 고찰………………………………………………………10

본문내용

짐을 설명하고 있다.
질량단위는 약분되어 는 차원 만을 가지게 되므로 이것을 동점성계수라고 부르게 된
것이다.
일반적으로 유체기술자가 맨 먼저 해야 할 것은 연구하고 있는 유동의 수 범위를 예측
하는 일이다. 극히 낮은 이면 점성의 느린운동을 의미하며, 여기서는 관성효과가 무시된
다. 중간 정도의 는 매끈한게 변화하는 층류유동을 의미한다. 높은 는 난류유동이라고
표현할 것이며, 시간평균으로서는 천천히 변화하지만 고주파수의 강한 불규칙 변동이 중첩되
어 있다.여기서는 낮은, 중간정도 그리고 높은 수에 대한 수치값을 확실하게 말할 수 없다.
▷ 레이놀즈 닮음법칙
모양이 같은 두 물체 주변의 각각의 흐름, 또는 모양이 같은 두 관 속의 흐름에서 유선형
이 닮고 대응하는 점의 속도비가 모두 같을 때 이 두 흐름은 역학적으로 닮았다고 한다.
이 때 두 흐름의 대응하는 점에 작용하는 각종 힘의 비도 각각 같아야 한다. 점성유체의
흐름에서 본질적으로 중요한 힘은 관성력과 점성력이다. 예를 들면, 물체가 정지유체 속을
진행하는 경우는 그 물체의 길이(L)를 진행속도(V)라 하고, 원통형 관 속의 흐름에서는
관지름(L)을, 평균속도(V)라 하면 각 흐름의 대응하는 점에서 단위부피에 작용하는 힘을
생각하는 경우 관성력은 에 비례하고, 점성력은 에 비례하므로 양자의비는
에 비례한다. 그러므로 두 흐름이 역학적으로 닮기 위해서는 각 R가 같아야 한다. 만일 R가
다르면 물체의 형상이 같더라도 그들의 주변 흐름은 일반적으로는 역학적으로 닮지 않은 것
으로 생각한다. 1883년 레이놀즈가 관 속의 흐름을 연구하여 밝힌 것으로 무차원의 파라미터
Re를 레이놀즈수라 한다. 실제 점성유체에 관한 이론이나 실험에 의해 얻어지는 중요한 수치는
Re의 함수가 된다. 항공기나 선박에 대한 모형실험 결과로부터 실물이 받는 힘을 추정할 때
레이놀즈수를 맞추거나 Re가 다른 데서 오는 차를 보정하는 일이 중요하다.
ⅲ. 층류유동과 난류유동
1. 층류유동
- 층흐름이라고도 하며 가는 파이프에 물을 흘릴 경우(잉크를 넣어 흐름의 상태를 관측)
유속에 따라 레이놀즈수가 작을 때에는 잉크의 흐름이 직선으로 되고, 물의 각 부분이
파이프벽에 평행으로 움직이며 서로 섞이지 않는다. 이때의 흐름을 층류라고 한다.
관의 유동에서 층류의 기준은 관직경을 특성길이로 하는 레이놀즈수 ()가 ∼2000
이며, 이경우에 층류유동이라고한다.
2. 난류유동
- 유체의 각 부분이 시간적이나 공간적으로 불규칙적이고 곡선적으로 운동을 하면서 흘러
가는 것을 말한다. 난류는 시·공간적인평균값 부근에서 나타나는 속도, 온도, 그리고
스칼라 농도의 불규칙하거나 거의 무작위한 변동의 형태로 분명하게 나타난다.
관의 유동에서 난류의 기준은 관직경을 특성길이로 하는 레이놀즈수 ()가 2000∼
이며, 이경우에 난류유동이라고한다.
Ⅲ. 실험장치
ⅰ. 레이놀즈 실험장치(SDH-RN3)
ⅱ. 비커&저울
- 유량을 측정하기 위함.
ⅲ. 사진기
- 잉크를 이용한 유동의 현상 촬영을 위함.
ⅳ. 초시계(핸드폰)
- 유속을 구하기 위함.
Ⅳ. 실험방법
①. 잉크 노즐이 설치된 유리관에 물을 채운다.
②. 물이 출구로 흐르도록 하면서 수조의 물이 일정하도록 유지한다.
③. 잉크 벨브를 열고 일정한 유동상태가 될 때까지 기다린다.
④. 유출되는 물의 양과 시간을 측정하고 유동 사진을 찍는다.
⑤. 출부벨브를 더 열고 물이 일정하도록 유지하면서 3.4과정을 반복한다.
⑥. 완전한 난류가 되면 유량을 줄이며 반복 실험한다.
Ⅴ. 실험시 유의사항
①. 배관의 연결부, 벨브, 노즐 등의 상태에 문제가 있는지 눈으로 확인 해봐야 한다.
②. 구성되어있는 장비가 안전하고 정확하게 연결되어 있는지 검토한다.
③. 실험기구는 바닥이 평평한 곳에 설치하고 사용이 편리한곳에 설치한다.
④. 장비의 일부분에 과다한 하중이 가해지지 않도록 한다.
⑤. 비커를 이용하여 유량을 측정할 때 비커 외부의 물기를 확실히 제거하고 측정한다.
⑥. 유동 사진을 찍기 편하도록 배출하는 잉크의 양을 적당하게 조절한다.
Ⅵ. 실험결과
ⅰ. 데이터 값
물의 점성계수()
관 11-12
물의 밀도()
내직경()
23.6
면적()
437
실험
차수
물의양
()
시간
()
유량 ()
유속
()
()
()
유동
종류
물의양
()
1차
220
10
22
50.3
1181
층류
0.000220
2차
10
32.6
74.6
1752
층류
326
0.000326
3차
5
39.2
89.7
2106
난류
196
0.000196
4차
5
51.6
118.1
2773
난류
258
0.000258
5차
320
5
64
146.5
3440
난류
0.000320
6차
5
73.4
168
3945
난류
367
0.000367
7차
5
56.4
129
3029
난류
282
0.000282
8차
5
37.6
86
2019
난류
188
0.000188
9차
10
21.1
48.3
1134
층류
211
0.000211
10차
10
10.8
24.7
580
층류
108
0.000108
- 내면적 : - 유량 :
- 유속 : - Raynolds 수 :
ⅱ. 유동현상
1
차
6차
2
차
7차
3차
8차
4차
9차
5차
10
차
Ⅶ. 고찰
이번 실험에서는 레이놀즈 실험 장치를 사용하여 층류와 난류를 관찰하고, 그에
따른 유속과 레이놀즈수를 결정하였다.
이론상에서 레이놀즈값이 2000이하에서는 층류유동, 2000이상에서는 난류유동이 나타
난다고 하였는데, 실험값을 보면 대략적으로 이론상의 값과 같게 나왔다.
이번 실험에서 오차는 각실험 차수의 유량간격이 다소 크기때문도 있지만 그 외에 몇
가지 추가한다면 잉크의 성질, 잉크의 주입량(주입량에 따라 선의 굵기, 유동형상
의 형성시간이 변화하였다.), 관속의 이물질 유무, 관의 기울기, 시간에 따른 오
차 (유량변화 후 시간에 따라 유동형태가 변화하였다.) 등.. 이 있을 것이다.
이번 레이놀즈 실험을 통해 물의 기본적 성질에 대해 다시 생각해보게 되었고,
일반적으로 눈에 보이지 않는 신기한 자연적 성질에 대해서도 알 수 있게 되었다.

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