[결과]레이놀즈수

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실험제목
레이놀즈 수

실험목적
층류와 난류를 구분하는 무차원수인 Reynolds 수를 유량측정을 통하여 구하여 보고 이때, 유체의 흐름 상태를 가시적으로 관찰한다.

기기 및 초자

Reynolds 수 측정 장치(아래그림 참조). 메틸렌 블루, 타이머, 메스 플라스크, 온도계

① 급수 밸브 ② 착색액 용기통(잉크) ③ 잉크 주입 cock
④ glass wool ⑤ 잉크 주입 노즐 ⑥ 투명 측정관
⑦ 배수 밸브 ⑧ 유량 조절 밸브

<중 략>

실험방법
1. 배수 밸브가 완전히 잠겨 있는지 확인하고 급수 밸브를 수두 탱크와 연결한다.
2. 색소통의 밸브를 잠근 후 색소액을 4/5정도 채워준다.
▶실험에 사용되는 색소액은 포화농도 메틸렌블루 용액을 사용한다.
3. 수평조절나사를 조절하여 실험장치의 수평을 맞추어 준다.
4. 급수호수의 밸브를 열어 수조에 물을 공급한다.
5. 수면을 일정하게 유지하여 주기위하여 Overflow pipe를 넘쳐흐를 때 까지 수조에 물을 공급한다.
6. 수조내의 온도를 측정한다.
7. Overflow 상태로 일정한 수면이 유지되면 실험에 필요한 유속으로 Control Valve를 조절하여 측정관 안으로 흐르는 물의 유속이 안정된 것을 확인한다.
8. 측정관의 유속이 안정된 후 색소통의 밸브를 조금씩 열어 색소액의 흐름을 가장 잘 관찰할 수 있는 양을 관의 중심으로 흐르게 하여 이때의 색소유선을 관찰한다.
▶물의 유속조절시, 색소액의 양 조절시 등 장치내에 외부적인 진동이 작용하면 흐름형태의 변화가 있으니 모든 조작이 끝난 후 일정시간 여유를 두고 색소의 유선을 관찰하여야 한다.
9. 일직선상의 흐름이 이루어지면 이러한 흐름을 층류라 하며, 이때의 유량(Q1)을 측정한다.
10. 우리조는 10초라는 제한시간을 두고 10초동안 흐르는 물의 양을 관찰해서 유량을 계산했다.
11. 유량 조절 밸브를 점차적으로 개방하면 색소유선은 분명한 일직선이 되지 않고 흔들리기 시작하는데 이때의 유속에 해당하는 것이 상임계 Reynolds 수 이다.

참고 자료

-화학 공학 실험
-단위조작
-화공 유체 역학
-최신 유체 역학