[화학공학 실험] 레이놀즈수(Reynolds number) 측정

소개글

[화학공학 실험] 레이놀즈수(Reynolds number) 측정에 대한 보고서 자료입니다.

목차

레이놀즈수 측정

1. 실험 목적
2. 실험 장치 및 시약
3. 실험 방법
4. 실험 시 주의사항
5. 실험결과
6. 실험 결론 및 고찰

본문내용

3회
1100
110
35.03
하임계
1회
10
1080
108
34.39
2회
1080
108
34.39
3회
1060
106
33.76
흐름형태
레이놀즈수 평균
층류
858.063
상임계
5181.734
난류
6225.929
하임계
4831.162
6. 실험 결론 및 고찰
이 실험은 레이놀즈 실험 장치를 사용하여 실제 유체의 흐름 상태를 가시화하여 시각적으로 층류와 난류의 유동 상태를 관찰하고, 유량을 측정하여 레이놀즈 수를 측정해보는 실험이었다. 레이놀즈 실험 장치는 메틸렌블루 용액을 흘려 보내어 유체의 흐름을 직접 볼 수 있는 장치이다. 메틸렌블루는 상온에서 고체인 가루이지만 물에 녹았을 때 짙은 파란색 용액이 된다. 그러므로 장치의 잉크바늘이 막히지 않도록 메틸렌블루 용액을 잘 녹인 후 실험에 사용해야 했다. 그리고 heterocyclic aromatic chemical compound이므로 물에 쉽게 확산되서 녹지 않기 때문에 관찰이 용이하다.
층류부터 관찰하기 위해 유량조절밸브로 유량을 낮게 조절하여 잉크가 직선을 이루는 형태를 만드려 노력했다. 그 다음은 유동이 층류에서 난류로 천이(transition)되는 지점에서의 레이놀즈 수인 임계 레이놀즈 수(critical Reynolds number)를 측정하기 위해 층류에서 난류로 가기전의 상태를 조절하려 노력했다. 하지만 눈으로 보기에 어느정도가 상임계 상태인지 확실히는 알 수 없었다. 실제로 이러한 천이는 점차적으로 진행이 되기 때문에 임계 레이놀즈 수의 값은 대략적인 값으로 보아야 한다고 한다. 원형 파이프 내의 유동의 경우 임계 레이놀즈 수는 약 2,300 정도인데, 레이놀즈 수 약 2,000 ~ 3,000 사이에서는 유동의 성질을 정확하게 말할 수 없다.
실험 결과 값으로는 상임계 값과 하임계 값이 난류에 가깝게 나온 것이 좀 아쉬웠다. 눈으로 잉크의 흐름을 봤을 때 층류에서 난류로 바뀌는 과정이라고 생각하여 측정하였지만, 거의 완전한 난류였던 것으로 생각된다. 아니면, 유량을 측정하는 데에 있어서 부피를 측정하는 메스실린더의 눈금이 더 자세했으면 더 정확한 실험을 할 수있었을 것으로 생각된다. 처음에는 잉크바늘이 막혔는지 잘 나오지 않고, 잉크액도 묽었지만 색소를 더 잘 녹여 진한 색소용액을 만들어 일부는 다시 실험을 하기도 했다. 한번 더 실험을 한다면 상임계와 하임계일 때를 잘 구분하여 더 정확한 실험을 할 수 있을 것 같다.

키워드

레이놀즈수,   화학공학 실험,   레이놀즈 실험,   실험결과,   유량 조절,   레이놀드수 측정,   레이놀즈수 측정