1. 실험 목적
1) 실험 장치의 구조와 실험 순서에 대해서 완벽하게 이해한다.
2) 물을 흐르는 과정에서 유리관 속에서 나타나는 층류 운동과 난류 운동 등의 유체의 흐름을 관찰하고 이해한다.
3) 실험 장치를 이용하여 밸브의 유량, 유속의 변화에 따라 레이놀즈 수 값이 어떻게 변화하는지 지켜보고, 유체흐름과의 관계도 지켜본다.
4) 이론상의 결과와 실제 실험결과를 비교한다.
2. 이론 및 원리
뉴우톤 유체가 표면이 매끄러운 긴 관을 지나갈 때 그 유체의 고유한 물성(점도, 밀도)변수가 일정한 항온 조건에서, 유체의 속도가 낮을 때는 유체가 측면 혼합(와류)이 없이 흘러 간다. 이 것은 관 속을 흐르는 물속에 액체 물감(잉크)을 가늘게 흘러 보내면, 육안으로 관찰 할 수가 있다. 이러한 실험 기법을 Flow Visualization이라고 한다. 다시 말해 인접한 층이 다른 층을 지나서 흐른다. 여기에는 종단 흐름이나 소용돌이가 없다. 이러한 상태를 층류라 한다. 유량이 점점 커지면 물감 줄기는 흔들림 현상을 나타내게 되고, 물이 더 이상 층류로 흐르지 않고 교차 흐름 및 소용돌이를 이루며 흐른다는 것을 알 수 있는데 유체의 이러한 운동 형태가 난류이다. 층류와 난류의 중간에 애매한 흐름 상태를 전이 영역 흐름 상태라고 한다.
■ 실험제목레이놀즈수■ 실험목적층류와 난류를 구분하는 무차원수인 Reynolds 수를 유량측정을 통하여 구하여 보고 이때, 유체의 흐름 상태를 가시적으로 관찰한다.■ 이론● 점성(Viscosity) 점성이란 물분자가 상대적인 운동을 할 때 분자간, 혹은 물분자와 고체 경계면 사이에 마찰력을 유발시키는 물의 성질을 말 하며 이는 물분자간의 응집력 및 물분자의 다른 분자간의 점착력 등의 상호작용에 의하여 나타난다. 운동하는 액체나 기체 내부에 나
흐름 상태를 가시화하여 시각적으로 층류, 난류 및 전의영역의 유동상태를 확인하여 동시에 레이놀즈수를 계산하여 비교하는 실험이다. 층류, 난류의 레이놀즈수는 각각 NRe < 2100, NRe > 4000 이 되어야 하고 전의영역은 난류와 층류의 사이인 2100 < NRe < 4000 이다. 실험을 하는 방법은 수조 속에 물을 채우고 공급되는 물의 양과 나가는 물의 양을 조절하면서 물의 유속이 안정되면 측정관 속으로 색소를 흘려보낸다. 이 때 색소선이 일직선으로 흐르면 그 흐
1. 실험 목적Reynolds 실험 장치를 이용하여 관을 통과하는 유체의 흐름 모양을 시각적으로 관찰하여 층류인지 난류인지 전이영역인지를 파악한다. 또한 각 영역에서 평균 유속의 측정으로 부터 Reynolds수를 계산하고 기존의 f-NRe 그래프와 비교함으로써 Reynolds 수와 흐름형태(층류, 난류, 전이영역)의 상관관계를 연구한다.2. 실험 이론-유량 : 관 속으로 유체가 흐를 경우 흐르는 방향에 직각인 임의의 단면을 단위시 간에 흐르는 유체의 양-평균유속 :
그의 실험에서 착색액의 주입으로 층류와 난류를 정성적으로 판별하였을 뿐 아니라 Reynolds數에 의해 정량적으로 판별할 수 있는 방법을 제시하였다.본 실험에서는 관수로내의 흐름을 Reynolds의 원실험에서처럼 색소주입으로 층류와 난류로 구분 식별함과 동시에 층류와 난류의 경계선이 되는 한계흐름(critical flow)에 해당하는 한계유속과 한계Reynolds數를 결정할 목적이다.2. 배 경 이 론목적에서 말한바와 같이 레이놀즈는 유리관을 통해 흐르는 물속에
수리학적으로 거친 관에서의 난류1 over sqrt f =1.14-2.0log 10 (e/D)#``````````````````=1.14+2.0log 10 (D/e)N Re>4000그림 1 무디 선도Wood는 모든 난류 흐름에 대하여 대략적으로 사용할 수 있는 마찰손실계수 공식을 다음과 같이 제안하였다.f=a+ b over N Re ^c여기서, a=0.094(e/D) ^0.225 +0.53(e/D)b=88(e/D) ^0.44c=1.62(e/D) ^0.134Darcy-Weisbach 공식은 레이놀즈 수와 상대조도의 함수로 이론적 실험적으로 타당하다고 인정되지만 실제로 사용하는 데는 대단히 불
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