유체역학 실험 - 레이놀즈 수 측정

소개글

유체역학 실험 - 레이놀즈 수 측정에 대한 보고서 자료입니다.

본문내용

도(℃)
동점성계수(m3/s)
밀도(kg/m3)
20.8
1.01E-06
998
물의 성질에서 동점성계수와 밀도는 유체역학 교제의 부록에 실린 물의 온도가 20℃ 일 때의 값으로 취했다. 하임계 Re 수 실험결과에서 1번과 4번의 결과는 평균에서 제외하고 실험을 한번 더 하여 4번의 실험을 평균 내었다. 상임계 Re 수는 첫 실험에서 이상한 값이 나오는 바람에 금요일에 실험을 한번 더했다. 하임계 Re 수는 평균 2114로 비슷하게 나왔다. 하임계 Re 수는 천이에서 층류로 넘어가는 시점의 값이 나왔다. 이런 결과에 대하여 실험과정에서 굉장히 다양한 오차의 원인들을 이야기할 수 있었다.
실험 내내 언제 층류이고 언제 난류인지에 대한 의견이 분분했다. 의견통일이 잘 되지 않는 바람에 결과값이 통일성 없게 나온 것 같다. 한명이 실험해서 한명의 주관으로만 결과값을 도출했다면 일관성 있는 결과값이 나올 것 같았다. 그리고 실험을 하다보니 ‘좀 더, 좀 더’ 라는 생각에 밸브의 조절을 일관적으로 할 수 없었다. 상입계 Re 수 측정 때는 실험을 거듭할 수록 유속이 빨라졌고, 하임계 Re 수 측정 때는 느려졌다. 실험 전에 층류 및 난류에 관련된 동영상을 몇 번 보긴 했지만, 확실한 구분선이 없고 동영상처럼 뚜렷한 유동이 나타나지 않아서 그런 것 같다.
유량 측정에도 오차가 있었다. 유량측정용 실린더에 누수가 있던 것이다. 더군다나 하임계 Re 수 측정 때에는 구지 물을 다 빼고 시간을 잴 필요가 없다는 것을 생각해 내고 현재 위치에서 1000 ml 위의 부분에 테이프로 체크를 하고 시간을 측정하였는데, 실린더 내의 물의 양이 많아질수록 누수의 양 또한 많아졌다.
잉크 자체의 영향도 있을 수 있다. 잉크와 물의 밀도 차이로 인해 생기는 항력으로 유동 시 잉크가 퍼져버려 유동 자체가 불안정해 지는 것 같았다. 또한 잉크의 양도 영향이 있을 것 같다고 생각한다. 잉크의 양이 많으면 그만큼 응집력이 좋아서 선명하게 보이는 반면, 잉크의 양이 적을 때는 더 쉽게 퍼져버리는 경향을 보았다.
그리고 기본적으로 정숙한 실험을 할 수가 없었다. 실험 중에 실험 장치에 기대는 등의 주변의 방해요소가 많았다. 또한 계산의 오차도 있을 것이다. 측정 오차 및 물의 성질값의 선정에서 오차 또한 Re 수 계산에 영향을 미쳤을 것이다.
추가적으로 다시 한 실험에서 이것저것 고비가 좀 많았다. 염료가 제대로 나오지 않아조교님께서 상당히 고생하셨다. 첫 실험에서 이상한 값이 나오게 된 이유는 상임계 Re 수를 측정하는 시점을 우리가 잘 못 알고 있어서였다. 전 실험에서는 거의 천이가 시작될 때 즈음으로 기준을 잡아서 터무니없이 작은 값이 나왔는데, 이번실험에서는 난류로 넘어가는 시점을 잡으니 얼추 값이 크게 나왔다.
5. 참고문헌
네이버 백과사전 http://100.naver.com/100.nhn?docid=54955
응용유체역학, 서상호, 노형운 저, 숭실대학교 출판부
유체역학, Robert W. Fox 저, 서상호 역, 텍스트북스 2009.09.01

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