1. Abstract
관속에 흐르는 유체를 통하여 유속에 따라 달라지는 유체의 흐름 모양을 관찰하고 이를 통해 유체의 흐름을 층류와 난류로 구분한다. 또한 유속을 통해 레이놀즈수를 계산하고 레이놀즈수와 관내의 유체의 흐름이 어떻게 나누어지고 어떠한 관련이 있는지 이해하는 것이 이번실험의 목적이다.
실험 장치에 물을 채워주면서 물의 높이가 변하지 않는 상태인 정상상태를 만든 후에 나머지 물은 흘려보낸다. 유리관에 잉크를 흘려보내면서 그 후에 물의 속도를 조절하여 잉크의 흐름을 관찰하였다. 이 때, 물을 천천히 흘려보낼 때에는 잉크가 퍼지지 않고 일정하게 얇은 직선으로 흐르는 것을 관찰하였고, 물을 빠르게 흘려보낼 때에는 잉크가 불규칙한 흐름을 가지면서 사방으로 퍼져 일정한 형태를 유지하지 않는다는 것을 관찰할 수 있었다.
위와 같은 관찰을 토대로 층류와 전이영역, 난류를 가시적으로 알아보고 물의 흐름을 통해 구한 유속과 관의 직경을 통해 레이놀즈수를 계산하여 가시적으로 보인 흐름과 수치를 통한 계산을 비교하여 맞는지 비교해보았다. 레이놀즈수를 측정하기 위해 관의 직경, 점성계수, 밀도, 유체의 속도을 알아야 하는데, 이 때 속도를 제외한 나머지 수들은 일정하게 하여 유속을 바꾸어 가며 실험을 하였다.
실험은 총 3번을 하였는데 관찰된 흐름을 통해 계산된 레이놀즈수는 이론값과는 약간 달랐다.
참고문헌
[1] James O. Wilkes, 2008, "화학공학유체역학“, 한산, p125~148
[2] “화공기초 이론 및 실험” 교재
실험을 한다.※ 실험 시 유의사항1. 파이프 내 기포가 생기면 Air vent로 뽑아낸다. 2. 마노미터 연결호수와 파이프 연결 시 물이 새지 않도록 꼭 맞게 연결한다.(압력이 외부로 손실될 우려 방지)6. 결과 값의 고찰(1) 유량(Q)과 두 손실(Δh)을 도시하여 고찰하라.(2) 실험결과에서 NRe와 Δh를 도시하여 고찰하라.(3)각 부분에서의 두 손실의 크기를 비교하여 보라.(4) 직선관 또는 관 부속품에서 레이놀즈수가 증가함에 따라 마찰계수는 어떠한 영향을 미치
공간의 단면적을 구하는 것이어서 레이놀드수를 구하는데 시간이 좀 걸렸다. 교과서 문제들에 주어진 자료로 유속이나 레이놀드수를 계산하다가 실제 실험을 통해서 레이놀드수를 구하는 게 신선했고 유체역학에서 배웠던 이론들을 이해 하는 데 많은 도움이 된 것 같다. 7. 참고문헌-Perrys Chemical Engineers Handbook (7th)-단위조작 (7th Edition)목차1. 실험목적2. 이론3. 장치 및 기구4. 실험방법5. 실험결과6. 고찰7. 참고문헌유동가시화
실험을 해보았지만 침강하는 동안 벽에 부딪쳐 오차가 발생하게 되었다.직경이 다른 여러 가지 구체를 통해 실험을 해보고 싶었지만 실험 시간이 부족했을 뿐더러 정확한 측정하기에 어려워서 실험을 더 하지 못하였다. 하지만 이번 실험을 통해 밀도를 아는 구체의 유체중 침강속도에 대해 알 수 있었다.7. 참고 자료• Unit Operations of Chemical Enginnering(단위조작) 7ed/Warren L.McCabe,Julian C.Smith, Peter Harriott / 역자 : 이화영, 전해수, 조영일 / McGraw-Hill Korea•
실험은 회류수조 내의 유동에 관해 관찰하는 것이므로 내부유동에 대해서만 언급하기로 한다.액체가 덕트(duct)를 완전히 채우지 못하는 경우에는 기체가 맞닿는 자유표면이 존재하며 일정한 압력을 유지하는데, 이러한 액체유동을 개수로(open channal) 유동 이라고 한다. 강이나 관개수로(irrigation ditch) 등이 있다.덕트 내 유동Figure 12 덕트 내 유동내부유동은 벽으로 제한되어 있어서 점성의 영향이 증가하여 전체 유동 내에 퍼진다. 입구영역이라는 것
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