단일구의 침강속도

목차

Ⅰ. 예비레포트
1. 실험 목적
2. 바탕 이론
3. 실험 방법

Ⅱ. 결과레포트
1. Abstract
2. Result & Discussion
3. Conclusion
4. Reference

본문내용

1. 실험 목적
비중이 서로 다른 정지 유체에서 중력 상태의 구가 정지 유체에서 침강할 때 일어나는 현상을 이해하고 Drag coefficient와 Reynolds Number와의 관계를 알아본다.

2. 바탕 이론
◆ 항력과 양력

Fig. 1.

항력 : 유체가 유동방향으로 물체에 가하는 힘
양력 : 물체에 작용하는 힘의 흐름과 수직방향의 성분

# 정지해 있는 유체 속에 잠겨져 있는 물체의 표면에는 표면에 수직방향인 압력 힘만 작용하지만 움직이는 유체의 경우 물체 표면의 점성영향에 의한 점착조건 때문에 접선방향으로 전단력이 추가로 작용한다. 항력은 이러한 압력 힘과 전단력이 합쳐진 힘의 유동방향 성분이고, 유동방향에 수직인 성분을 양력(lift)이라 부른다.

<중 략>

1. Abstract
레이놀즈 수는 점성력에 대한 관성의 비를 나타내는 무차원 수이며 층류와 난류를 구분 할 수 있다. 두 유체의 레이놀즈 수가 같다고 하면 도형의 닮음 처럼, 두 유체를 닮았다고 할 수 있다. 이를 통해 서로 다른 두 유체를 근사적으로나마 비교를 할 수 있다. 이번 실험에서는 비중이 다른 유체에서, 구가 침강할 때의 항력과 레이놀즈 수 와의 관계를 알아보는 실험이다.
구의 직경과 종말속도 관련 식을 통해서 구의 직경이 클수록 종말속도가 증가하고 항력계수가 감소한다는 사실을 추측할 수 있다.

+ 실험에 사용된 기구 및 시약

1) 메스실린더
2) stop watch
3) 글리세린 ( 분자량 : 92.09g/mol , 밀도 : 1.25g/cm3)
4) 서로 다른 여러 개의 구

+ 실험 방법 및 순서
먼저 떨어뜨릴 구의 물성을 측정했다. 마이크로미터로 직경을 재야하는데 실험 환경상 구의 둘레를 측정한 후 원주율로 나누어서 반지름을 구했다. 또 저울을 통해 질량을 측정했고 이를 통해 구의 밀도를 구할 수 있다.(Table 1 참고)
그 다음 부피 퍼센트 용액은 20, 40, 60, 80, 95%의 순서로 만들었다. 20% 의 경우 물 800ml에 글리세린 200ml을 넣어서 20% 부피 농도의 글리세린 용액을 만들었다.

참고 자료

광운대학교 단위조작실험 3학년 1학기 실험노트
쉽게 배우는 유체역학 4th, Young, Munson, Okiishi, Huebsch 공저, 홍릉과학출판사, p.393 ~ 395
사이언스 올 - (www.scienceall.com)
Fluid Mechanics(2005) , Yonus A. Cengel. McGrraw-Hill Korea(주), 인터비젼, p.525~528