[예비] 레이놀즈수 측정실험

목차

1. 실험제목
2. 실험목적
3. 기기및초자
4. 이론적배경
5. 실험방법
6. 실험결과
7. 참고문헌

본문내용

이론적 배경
1) 레이놀즈수(Reynolds)

영국의 유체역학자 레이놀즈가 발견한 것으로 움직이는 유체 내에 물체를 놓거나 유체가 관속을 흐를 때 난류와 층류의 경계가 되는 값을 말한다. 즉 층류(Laminar Flow)와 난류(Turbulent Flow)의 흐름인데 이것은 관의 직경 D와 유체의 속도 v,밀도 ρ 및 점도 μ 의 관계에서 얻을 수 있는데 이 수를 레이놀즈수라 하며 다음과 같은 식을 얻을 수 있다.

<중 략>

4) 층류와 난류

관내 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 두 점의 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 점성의 크기에 좌우됨을 알 수 있다.
유량의 어떤 값을 초과하고, 층류가 난류로 변화되는 한계의 값은 유체의 밀도, 점도, 관로 내경에 의해서 달라진다. 즉 관내 흐름 상태를 수치로 표현한 것이 레이놀즈수이며, 층류 난류로 구분하는 경계치는 전이영역인 2100~4000이다.

5) 점도와 점성계수

① 점도
액체의 끈기를 점성이라고 하며 점성은 액체뿐만 아니라 비록 적지만 기체에도 있는데 이것은 유체 특유의 성질이다. 즉, 기체가 들어있는 두 부위를 약한 압력으로 누르면 변형하지만 누르는 힘을 빼면 원상 복귀하는 성질을 지닌다. 이상유체가 아닌 모든 실제유체는 점성이라는 성질을 가지며, 점성은 유체 흐름에 저항하는 값의 크기로 측정된다. 단위 면적당의 힘의 크기로서 점성의 점도를 나타낸다.

참고 자료

없음