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관로 마찰 실험 예비레포트

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최초 등록일
2009.04.16
최종 저작일
2009.04
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소개글

관로 마찰 실험 예비레포트

목차

1. 관 내부에서의 층류와 난류에 대해 설명하시오
2. Reynolds 수에 대해 간략하게 설명하시오
3. Darcy`s equation을 이용하여 층류와 난류일 때 마찰에 의한 수두 손실 에 대해 간략하게 설명하시오
4. 부차적 손실에 대해 설명하시오

본문내용

1. 관 내부에서의 층류와 난류에 대해 설명하시오
관로 내 흐름에는 층류와 난류가 있고, 층류는 유체가 관로 내를 흐를 때 층을 유지한 채 흐르는 상태를 말하며, 보통 유량이 적은 경우에 나타나는 현상이고, 난류는 흐름 중 와류 등을 발생시키는 흐름으로 유량이 크거나 압력 강하가 적은 경우에 나타난다. 관로중의 일정구간에서 2점의 압력 취출공으로부터 취출된 압력 강하와 유량과의 특성관계를 보면 압력강하와 유량과 비례하는 범위에서의 흐름을 층류라 하고, 유량의 2승에 비례하는 유량이 큰 범위에서의 흐름을 난류라 한다. 실제로 원통형 관내의 유속분포를 측정하여 보면 점도가 높은 경우 관 벽과 유체의 마찰력은 크게 작용함으로 유속분포는 변화한다. 유속이 느릴 때는 점도가 낮은 유체가 흐르는 것과 같은 유속분포를 가진다. 즉, 관로내의 흐름이 층류일 때는 관의 단면에서 본 유속은 거의 같은 유속분포가 된다. 즉, 유체의 흐름이 층류로부터 난류로 되는 것은 유량의 크기에 의하나 그것은 유체의 점성크기에 좌우됨을 알 수 있다. 유량의 어떤 값을 초과하고, 층류가 난류로 변화되는 한계의 값은 유체의 밀도, 점도, 관로 내경에 의해서 달라진다. 즉, 관로 내 흐름상태를 수치로 표현한 것이 레이놀즈수이며, 층류 난류로 구분하는 경계치는 2320이다.

2. Reynolds 수에 대해 간략하게 설명하시오
유체의 이동이나 모양에 있어서 흔히 쓰이게 되는 개념이 레이놀즈수이다. 최초로 레이놀즈수가 사용된 것은1883년의 "평행한 수로 안의 물의 운동을 결정짓는 조건과 평행한 수로 안에서의 저항의 법칙에 대한 실험적 연구"라는 논문에서였다. 레이놀즈는 관수로 내 흐름이 가시화 및 손실수두 측정을 위해 실험을 수행하였다. 물이 큰 수조에서 완만한 종모양의 입구를 통해 긴 직선 관로에 유입되면서 유량은 하류의 밸브로 조절되며, 흐름의 가시화를 위해 색소가 종모양의 입구에 투입된다.

참고 자료

Fluid Mechanics(Frank M.White)
http://www.imadang.co.kr/tech-data/flow-intro.htm

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