점성 예비

목차

1. 실험목적
2. 관련이론

본문내용

새가 작기 때문에 분산계인 액체의 분산질 크기에 따라 점도계로서 적용 할 수 없는 경우가 있다.
<공축 원통형 회전식 점도계> <원추-평판형 회전식 점도계>
[측정 원리]
: 원통을 시료 중에 넣고 모터에 의하여 일정한 속도로 회전 시킨다. 원통은 시료의 점성에 의하여 회전에 방해를 받는데, 정상상태에 도달하면 점성에 의한 회전토크와 스프링의 변형에 의한 회전 토크가 밸런스 되어 스프링의 비틀림 각이 시료의 점도에 비례한다. 회전속도는 거의 전단속도에 대응하므로 이것을 변경함으로써 액체에서의 외견상 점도의 측정이 가능하다.
** 실험에서는 가장 일반적인 모세관 점도계를 사용할 것이므로 모세관 점도계의 이론적 배경을 상세히 다루도록 한다.
<반경이 R인 원관 내를 비압축성 유체가 완전히 발달되어 흐를 때>
▷유량
만약 t시간동안 일정한 체적 V가 원관 내를 흐른다면 가 된다.
위의 두 식을 연계하면 다음의 식을 얻을 수 있다.
위의 식들은 원관에서 완전히 발달된 유동을 측정한 결과이다.
<유체 압력이 P인 용기에서 압력 인 원관으로 흐를 때>
그러나 위의 그림과 같은 경우 유체 압력이 P인 용기에서 압력인 원관으로 흐를 때 유체는 운동에너지를 얻으며 따라서 압력강하가 발생한다.
원관 입구에서의 속도분포를 포물선이라 가정하면 유체가 얻는 운동에너지 E는 다음의 식으로 구할 수 있다.
▷ 운동에너지 E
여기서
∴
위의 식을 유량Q의 식에 대입하여 정리하면
위의 식이 되고, 따라서 체적(V), 시간(t)을 측정하면 점성계수를 구할 수 있다.
그러나 원관 입구에서 유동이 완전히 발달되지 않으므로 속도분포는 포물선이 되지 않으며, 따라서 이론값과 실제 측정값은 상당한 차이가 있다.
그러므로 대부분 모세관 점도계에 있어서는 위 식을 기초로 한 경험식이 사용된다.
※참고자료

Cannon - Fenske viscometer
① 그림 : 이 점도계는 그림 (A)와 같음
② 특징 : 측정하려는 액체의 양이 아주 적을 때의 점도측정에 적당하며, 석유류의 측정에 가장 알맞다.
③ 측정 범위 : 점도의 측정범위는 0.4∼1.6 centistokes 이다.
역류형 Cannon - Fenske viscometer
① 그림 :이 점도계는 그림(b)와 같음
② 특징 : 측정하려는 액체가 불투명 한 것일 때의 점도 측정에 가장
알맞다.
③ 측정 범위 : 점도의 측정범위는 0.4∼1.6 centistokes 이다.
<낙구 (falling ball) 점도계>
① 정의 : 점성 유체 속 구의 운동을 통한 점도계
② 원리 : 유체 속의 구의 운동에 관한 <스토크스의 법칙>에 기초를 둔
것으로 정지액체 속에 구를 낙하시켜서 일정한 속도에 도달하면 일정한 거리 과 낙하하는 시간 를 측정하여 다음 공식에 따라 액체의 점성도 를 구한다.
③ 식 :
④ 기호설명 : 여기에서 는 구의 지름, ρ는 구의 밀도, ρ는 액체의 밀도,
는 중력의 가속도
<회전 점도계>
① 정의 : 회전에 의한 토크를 이용하는 점도계
② 그림 :
③ 구성: 토크(torque) 측정 장치가 연결되어 있는 정지상태의 내부원동과 회전하는 외부원통으로 구성
④ 원리 : 외부원통이 일정한 각속도 로 회전할 때 내부원통에 미치는 토 크를 측정하여 점도를 계산한다.
(출처:http://blog.naver.com/joylabnet)
<엔진오일(SAE) 점도분류>
<점도를 읽는 법>
실험에 사용한 제품 : SAE 5W/30
(가솔린 엔진오일 API SJ 5W/30 (ZIC A) -제공회사 (주)유공)
(유공에서 제공한 비중, 동점성 계수는 표에 표기)
① 앞부분의 5W는 저온에서의 점도규격을 말하며, 뒷부분의 30은
고온에서의 점도규격을 표시
② 5W는 -25도에서 윤활유의 점도가 3,500 cp 보다 작아야하며
(작다는 것은 묽다는 의미) 30은 100도에서 윤활유의 점도가
9.3~12.5 cst 사이임을 의미
④ 즉 W 앞에 있는 숫자가 작으면 작을수록 영하의 저온에서 오일이
묽으며, 뒷부분의 숫자가 크면 클수록 고온(100도)에서 오일이 뻑뻑함을 의미
⑤ 10W/30 보다는 5W/30 이 , 5W/30 보다는 0W/50 이 점도특성이 우수 하다고 할 수 있으며 가격도 비싸지게 된다.(점도등급은 W앞의 숫자가 작 으면 작을수록 뒷부분의 숫자는 크면 클수록 점도특성이 우수)
(출처:http://blog.naver.com/redsky_no1)

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점성,   열유체,   예비