[레이놀드 수] 레이놀드 수 실험

목차

1) 실험 목적

2) 실험 이론과 원리

3) 실험 방법

4) 실험 결과

5) 조사내용

6) 비고 및 고찰

본문내용

1) 실험 목적

점성 유체의 유동에 있어서 난류 유동(turbulent flow)과 층류 유동(laminar flow)을 구분하는데 사용되는 Reynolds 실험을 수행하여 무차원 수인 Reynolds Number를 실제 실험을 통해 측정하여 비교하고 Reynolds Number가 의미하는 것이 무엇인가를 이해한다.

2) 실험 이론과 원리

1883년 이탈리아 사람인 Osborne Reynolds는 실험을 통하여 물의 흐름은 층류와 난류 상태로 된다는 것을 발견하였다. 가는 유리관으로 착색액을 보냈을 경우에 유속이 대단히 작을 경우 물의 분자는 전후좌우의 상호 위치를 변하지 않고 정연히 흐르는 층류가 되고 유속이 크게 될 때는 물 분자는 흐트러져서 흐르게 되는데 이를 난류라 한다.
Reynolds 수는 점성력에 대한 관성력의 비로 정의되며 수식으로 표현하면

이 된다.
여기서 층류
난류
과도 상태

이 방법으로 실제의 경우와 모형의 경우가 상사한 결과를 보일 때 두 종류의 유동은 상사를 이룬다고 한다. 그러나 비압축성과 압축성 유동의 경계층 문제 등은 Reynolds 모델이나 압축성 유체의 유동인 경우 Mach number M=0.3 까지는 압축성의 영향이 무시되므로 기체 유동의 점성에 관한 문제는 Reynolds 모델로 취급할 수 없다. 그러나 본 실험에서는 작업 유체로 물을 사용하므로 압축성에 관해서는 영향을 받지 않는다. 본 실험을 통하여 난류유동과 층류유동을 구분하는데 사용되는 무차원수인 Re 수의 물리적 의미를 이해하게 된다. 다른 기하형태(제트유동, 경계충 유동 등)에서 층류와 난류를 구분시켜 주는 Reynolds 수와 각각의 Reynods 수의 정의를 조사해 보자.

참고 자료

없음