종말속도 측정 (Measurement Terminal velocity)

소개글

이 레포트는 화학공학과에서 실시하는 종말속도를 측정하는 실험입니다.
저희는 물과 글리세린으로 실험하였습니다.
결과레포트로 구성되어 있으며, 실험이론도 또한 포함되어 있습니다.

목차

1. 실험 제목
2. 실험 목적
3. 실험 이론
4. 실험 방법, 실험 기구
5. 실험시 유의사항
6. 실험 결과
7. 결과 해석

본문내용

1. 실험 제목
- Measurement of Terminal Velocity. (종말 속도 측정)

2. 실험 목적
* 중력 하에서 구체가 유체 중에서 침강할 때에 일어나는 현상을 이해한다.
* 항력계수(Drag Coefficient)와 Reynolds Number와의 관계를 알아 본다.

3. 실험 이론
(1) 종말속도란?
대기 중에서 자유 낙하하는 모든 물체가 갖게 되는 최대속도로, 대기 중에서 자유 낙하하는 물체의 속도는 어느 시간 경과 후 유체저항에 의해 일정해지는데, 이 때의 순간들을 종말 속도(Terminal Velocity)라고 한다.

(2) 항력(Drag, Drag Force, ) :
물체가 유체 내에서 운동하거나 흐르는 유체 내에 물체가 정지해 있을 때 유체에 의해서 운동에 방해가 되는 힘을 받는데 이를 항력이라고 한다. 유체에 대한 물체의 상대속도(유체의 흐름을 따라 움직이는 관찰자가 본 물체의 속도)의 반대방향으로 항력이 작용한다.

위의 식에서 CD는 물체형태나 표면의 상태에 의해서 결정되는 상수로 보통 이것을 항력계수(Drag coefficient)라 한다.
항력에는 두 가지 종류가 있다. 벽 항력(Wall drag force)와, 형태 항력(Form drag force)가 있다.
① 벽 항력
벽 항력은 말 그대로 벽의 영향을 받는 것이다. 벽의 거칠기(Wall thickness)에 따라서 유체가 흘러갈 수 있는 조건이 변하게 된다. 벽이 많이 거칠면 거칠수록 항력은 커지게 될 것이고, 벽이 매끈하다면 항력은 작아져서 불편을 주지 않을 것이다.

② 형태 항력
형태 항력에 대한 설명은 옆에 있는 그림으로 설명할 수 있다. (a)의 그림은 완전한 구를 나타낸 것이고, (b)의 그림은 완전하지 않고 완만한 구의 형태를 나타낸 것이다. (a)의 그림에서는 완전한 구 때문에 유체의 흐름을 받지 않는 바로 구 뒤편에서는 turbulent가 생기게 된다. 반면에, (b)에서 완전하지 않고 완만하다고 표현을 할 수 있는 구에서는 뒤에 부분까지 유체의 흐름이 영향을 미칠 수 있어서 turbulent가 (a)보다는 훨씬 적게 나타날 것이다.

참고 자료

없음