레이놀즈수 측정실험

소개글

레이놀즈수 측정실험에 대한 보고서 자료입니다.

목차

List of Tables
List of Figures
ABSTRACT
1.INTRODUCTION
1.1.유체의흐름
1.1.1.유체
1.1.2.난류
1.1.3.층류
1.1.4.전이영역
1.2.점도와 레이놀즈 수의 관계
1.3.점성계수
1.3.1.점성법칙
1.4.레이놀즈 수 계산
1.5.실험목적
2.EXPERIMENT
2.1.실험기구
2.2.실험방법
2.3.주의사항
3.RESULTS
3.1.Result
3.2.Discussion
4.CONCLUSION
5.REFERENCES

본문내용

1
300
11.67
25.70
2
600
22.92
26.18
3
900
34.05
26.43
Ave.
26.10
1
200
3.90
51.28
2
400
6.98
57.30
3
600
10.49
57.20
Ave.
55.26
1
300
2.49
120.48
2
600
4.46
134.53
3
900
6.54
137.61
Ave.
130.87
1
200
3.03
66.01
2
400
5.32
75.18
3
600
8.07
74.35
Ave.
71.85
Table 2. 실험 DATA표
점 성 계 수
1.111(c.p)
수 온
8℃
물의 동점성계수
0.01359cm2/s
관 의 직 경
2cm
밀 도
0.99897(g/cm3)
관의 단면적
3.14cm2
단위
용량(cm3)
시간(s)
물유량(cm3/s)
유속(cm/s)
NRe
흐름형태
회수
1
300
11.67
25.70
8.18
1204
층류
2
600
22.92
26.18
8.34
1227
3
900
34.05
26.43
8.42
1239
Ave.
26.10
8.31
1223
4
200
3.90
51.28
16.33
2403
전이상태
5
400
6.98
57.30
18.25
2686
6
600
10.49
57.20
18.22
2681
Ave.
55.26
17.60
2590
7
300
2.49
120.48
38.37
5647
난류
8
600
4.46
134.53
42.84
6305
9
900
6.54
137.61
42.87
6309
Ave.
130.87
41.36
6087
10
200
3.03
66.01
21.02
3114
전이상태
11
400
5.32
75.18
23.94
3523
12
600
8.07
74.35
23.68
3485
Ave.
71.85
22.88
3367
색소선의 형태
층류/난류/전의영역을 가시적으로 분류
층 류
전이상태
난 류
- Reynolds 수
- 유체의 유속
- 레이놀즈수에 따른 형태
층류 : Re < 2100
전이영역 : 2100 < Re < 4000
난류 : Re > 4000
하임계 레이놀즈수 : 2100
상임계 레이놀즈수 : 4000
3.2. Discussion
이 실험은 실제 유체의 흐름에서 유체의 흐름 상태를 가시화하여 시각적으로 층류, 난류 및 전의영역의 유동상태를 확인하여 동시에 레이놀즈수를 계산하여 비교하는 실험이다. 일반적으로 상임계 레이놀즈수는 4100정도로 알려져 있고, 하임계 레이놀즈수는 2300 대신 2000 또는 2100 을 택하는 경우도 있다. 이번 실험의 결과 값, 즉 유랑을 이용하여 층류, 난류, 전이상태를 확인해 보았는데 색소선이 일직선이 유지될 때 측정한 유량으로 레이놀즈 수 값을 구해보니 1223의 값을 얻을 수 있었고, 이때는 층류상태임을 확인할 수 있었다. 이후 조금씩 흔들림이 생길 때는 2590의 값을 얻었고, 전이상태임을 확인하였다. 완전히 흔들릴 때는 6087의 값을 얻었고, 난류상태임을 다시 일직선으로 되돌아가기 전에 3367의 값을 얻었고, 전이상태임를 확인해 볼 수 있었다. 직접측정해서 얻은값과 이론값과 비교해보면 거의 오차가 발생하지 않고 범위 안에 들어가 있음을 확인할 수 있었다. 상임계 레이놀즈 수와 하임계 레이놀스는 각각 3397, 2590의 값이 나왔는데 여기서 이론값인 2100과 4000 조금이 차이가 난 것은 층류상태는 눈으로 파악하기에 괜찮지만 어느 지점부터 전이영역을 지나 난류유동으로 변하는지는 눈으로 파악하기에는 너무 애매해서 조금의 오차가 난 것 같다. 그 외에 유량조절밸브의 조작 미숙과 배수되는 물의 양의 시간측정에서도 오차가 발생한 것 같다.
4. CONCLUSION
이번 실험은 수조 내의 물이 유리관을 통하여 흐르는 동시에 유리관의 중간에 색소액도 물과 같이 흐르게 하며, 유량 조절 밸브로 유리관 속의 물의 속도를 조절하여 물의 층류와 난류 상태를 파악할 수 있는 레이놀즈수 측정의 가장 기초적인 실험이다. 실험에 앞서 저수탱크 내 물에 진동이나 충격이 가해지면 물의 유동에 직접적인 영향이 있으므로 실험장치 주변을 최대한 안정적인 상태로 유지하도록 한다. 실험을 통해 실제 유체의 흐름에서 유체의 흐름 상태를 가시화하여 시각적으로 층류, 난류 및 전이영역의 유동상태를 확인하여 동시에 레이놀즈 수를 계산하여 비교하는 실험이다. 일반적으로 상임계 레이놀즈수는 4100정도로 알려져 있다. 하임계 레이놀즈수는 책의 저자 또는 연구자에 따라서 레이놀즈수가 약간 다를 수 있는데 2300 대신 2000 또는 2100 을 택하는 경우도 있다. 이번 실험의 결과 값, 즉 유랑을 이용하여 층류, 난류, 전이상태를 확인해 보았는데 거의 오차가 발생하지 않고 범위 안에 들어가 있음을 확인할 수 있었다. 상임계 레이놀즈 수 와 하임계 레이놀즈 수는 3397, 2590의 값이 나왔는데 여기서 이론값인 2100과 4000에 정확하지 않고 조금이 오차가 난 것은 층류는 눈으로 파악하기에 괜찮지만 어느 지점부터 전이영역을 지나 난류유동으로 변하는지 파악하는 것이 너무 애매해서 조금의 오차가 난 것 같다. 그 외에 유량조절밸브의 조작 미숙과 배수되는 물의 양의 시간측정에서 오차가 발생한 것 같다. 이번 실험은 측정값이 잘못되었거나 하지는 않았지만 조금만 더 정확하게 실험을 했더라면 지금보다 이론값에 가까운 레이놀즈 수를 얻지 않았을까 하는 생각이 들었다. 실험을 통해 층류와 난류 전이상태의 유체의 흐름을 보고 레이놀즈 수를 구해보면서 유체의 흐름에도 여러 단계가 있고, 각 단계별로 확인해보는 계기가 되어 좋았다.
5. REFERENCES
1. 화학공학실험1
2. http://imagesearch.naver.com/search.naver
3. http://blog.dreamwiz.com/dydgnl2/9305097
4. http://blog.naver.com/ydcbk?Redirect=Log&logNo=20028417643
5. http://blog.naver.com/nstdaily?Redirect=Log&logNo=150006499876
6. http://blog.naver.com/ydcbk?Redirect=Log&logNo=20031442055

키워드

레이놀즈수,   층류,   난류,   유체의흐름