(생명화공실험)레이놀즈 (Reynolds) 수(예비+결과)

목차

1. 실험목적

2. 실험방법
2.1 설치
2.2 실험

3. 결과
3.1 계산
3.2 층류
3.3 전이영역
3.4 난류

4. 토의
4.1 토의
4.2 층류에서 난류로 변화하는 넓은 흐름 영역에서 NRe를 구하고 문헌치와 비교하라.
4.3 유로가 원관이 아닌 경우에는 는 어떻게 계산하는가를 검토하라.
4.4 유체의 점도 측정 방법을 문헌에서 조사하여 보고하라.

5. 결과

6. 참고문헌

본문내용

전이영역, 난류의 실험을 각각 다섯 번씩 반복하여 를 구한 뒤 평균값을 구해 보았다. 층류에서 의 평균값은 936.09, 전이영역에서 의 평균값은 2196.89, 난류에서 의 평균값은 7714.01이었다. 의 문헌값을 봤을 때 층류는 2100이하, 전이영역은 2100~4000, 난류는 4000이상이므로 모두 문헌값 범의 안에 드는 것을 알 수 있다. 다만 전이영역의 값이 너무 층류의 범위값과 비슷하다는 것이 오차일 수 있다. 밸브조작의 미숙이나 수조와 배출관 사이에 물이 새는 곳이 있었던 것이 오차의 원인이 될 것이다. 실험을 하는 동안 각각의 흐름을 살펴보면서 층류는 직선흐름, 전이영역은 직선과 곡선흐름, 난류는 흩날리는 모양으로 흐르는 것을 관찰 할 수 있었다.
4.2 층류에서 난류로 변화하는 넓은 흐름 영역에서 NRe를 구하고 문헌치와 비교하라.
실험을 한 결과 층류에서 난류로 흐름이 변하는 전이영역에서의 의 평균값은 2196.89로 계산되었다. 문헌치에서의 전이영역 값은 2100에서 4000사이의 값으로 나와있다. 실험값이 한쪽으로 치우쳐 있긴 하지만 비교적 실험이 잘 된 것으로 보인다.
4.3 유로가 원관이 아닌 경우에는 는 어떻게 계산하는가를 검토하라.
유로가 원관이 아닐 경우에는 상당직경을 이용하여 를 구한다. 상당직경은 유동의 마찰과 유속, 열전달을 구할 때 유체가 접하는 표면적을 원형으로 바꿔서 계산하는 것을 말한다. 만약 원관이 아닌 사각형의 경우 직경(D)을 의 식을 사용하여 를 구하는 식에 대입한다.
4.4 유체의 점도 측정 방법을 문헌에서 조사하여 보고하라.
① 개넌 펜스케 점도계(Cannon fenske viscometer) 측정하려는 액체의 양이 아주 적을 때의 점도를 측정하기에 적당하며 석유로 측정하기에 가장 알맞다. 그 밖의 액체 점도도 측정 할 수 있다. 이 점도계는 점도 항수표가 붙어 있어 측정한 시간에 점도항수를 곱하여 점도를 얻는다. 점도 측정 범위는 9/4- 1.6000 센티스토로우크스 이다.
② 역류형 캐넌 펜스케 점도계(reverse Cannon fenske viscometer) 측정 하려는 액체가 불투명한 것일 때의 점도 측정에 알맞다. 이 점도계에서도 점도 함수표가 붙어 있어 측정한 시간에 점도 항수를 곱하여 점도를 얻는다. 점도 측정범위는 0.4- 1.600 센티스토로우크스이다.
③ 우벨로데 점도계(Ubelohde viscometer) 측정하려는 액체의 양이 반드시 일정하지 않아도 좋으며 온도에 의한 용액이 비중의 변화나 모세관이 비스듬히 되어 생기는 오차가 작은 것이 특징이다. 이 점도계에서도 점도 항수표가 붙어 있어 측정한 시간에 점도 항수를 곱하여 점도를 얻는다.
④ 레드우드 점도계(Redwood viscometer, gas heat type) 주로 윤활류의 점도 측정에 알맞으며 측정온도에 있어서 측정하려는 액체의 50cc 가 흘러나오는 시간을 측정하여 이 시간을 점도로 하는 것으로 흘러나오는 시간이 30- 2000초 사이의 액체를 측정할 때 사용한다. 이 점도계의 구조는 가열용 측관, 배수용 밸브, 교반기, 온도계를 장치한 바깥 중탕 냄비, 밑 부분에 유출기, 옆면에 지시침이 달려 있으며 이들 수평 조절 나사가 붙어 있는 철로 만든 받침대에 놓여 있다. 이 밖에 온도계, 받는 그릇(10-160cc), 수평 조준기. 기름관 뚜껑, 가스 버너 등이 있다
5. 결과
층류에서 의 평균값은 936.09(문헌치 : <2100), 전이영역에서 의 평균값은 2196.89(문헌치 : 2100<<4000), 난류에서 의 평균값은 7714.01(문헌치 : >4000)이었다.
6. 참고문헌
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키워드

레이놀즈,   레이놀즈 수,   층류,   난류,   전이영역