레이놀드 수 측정 실험

소개글

레이놀드 수 측정 실험

목차

요 약
1. 목적
2. 관련 이론
3. 실험 장치 및 방법
4. 결과 및 토의
5. 참고문헌

본문내용

요 약

점성에 의해 유동에 제약을 받는 유체는 층류유동(laminar flow)과 난류유동(turbulent flow)으로 구분 할 수 있다. 본 실험은 층류와 난류를 인위적으로 발생시켜 유동상태를 가시화 하여 관내의 유체의 유동상태와 Reynolds수와의 관계를 이해하고, 층류와 난류의 개념을 이해하며 상임계와 하임계에서의 Reynolds 수를 계산을 함으로써 무차원수인 Reynolds수에 변화를 주는 원인을 규명하는데 목적이 있다. 층류란 유체가 흐트러지지 않고 움직이는 층흐름이고, 난류는 흐트러지며 움직이는 층의 흐름이다. Reynolds는 관성력의 점성력에 대한 비로 정의되고 점성력이 주로 작용하는 유체모형으로 무차원 수 이다. Reynolds수가 2100보다 작을 때는 층류, 4000이상일 때는 난류로 구분한다. 또한 Reynolds수가 2100에 가까울 때를 하임계, Reynolds수가 4000에 가까울 때를 상임계라고 한다. 상임계와 하임계에서의 Reynolds수를 구하기 위해서는 Re = 4 X 유량 / 3.141567 X 유리관지름 X 동점성계수 라는 식을 이용해야하는데 이를 위해 우리는 동점성계수를 알아야한다. 우리가 실험한 물의 온도는 22.5°C였으므로 이미 측정되어있는 표 사이의 값이다. 이 값을 구하기 위해 보간법(補間法)을 이용하였다. 실험결과 하임계 Reynolds수는 평균 1702, 상임계(층류→난류) Reynolds수의 평균은 5426으로 나왔다. 하임계(난류→층류)에서는 오차가 -18.9%가 상임계에서는 오차가+35.7%로 나타났다. 이러한 오차의 발생 원인은 ① 바람과 진동의 영향 ③ 물의 밀도와 염료의 밀도 차에 의한 오차 ④상임계 Reynolds수를 측정할 때 층류에서 난류로 바뀌는 시점의 측정이 정확하지 못하다는 점⑤사람의 눈으로 메스실린더를 보고 측정한다는 것⑥초시계를 정확한 시간에 정지하지 못한다는 점 등이라고 판단했다.

참고 자료

1) 기계유체역학. 장기석. 일진사. 2007년 8월 20일
2) 네이버블로그http://blog.naver.com/hl3qmz?Redirect=Log&logNo
3) 워키백과-우리모두의백과사전 http://ko.wikipedia.org/wiki/%EB%A0%88%EC%9D%B4%EB%86%80%EC%A6%88_%EC%88%98