[화학공업실험]유체유동 실험(Reynolds number, 손실두 측정)

소개글

유체흐름을 통하여 Reynolds 수의 개념을 이해하고, 층류와 난류, 그리고 전이영역에 대한 유체흐름의 특성을 관찰하고, 오리피스, 벤츄리, 플랜지, 마노미터 및 관부품에서의 유속변화에 따른 압력차와 압력손실을 측정함으로써, 이와 관련된 Reynolds 수, 마찰계수, 압력손실두를 계산하고, 비압축성 유체의 흐름에 대한 조작방법 및 특성을 이해하고자 한다.

목차

1. 실험제목
2. 실험목적
3. 실험방법
4. 실험이론

1) Reynolds Number,
2) 베르누이 방정식
3) 벤츄리미터, 오리피스
4) 마노미터
5) 손실두
6) 유량측정
5. 참고문헌

본문내용

2. 실험목적
유체흐름을 통하여 Reynolds 수의 개념을 이해하고, 층류와 난류, 그리고 전이영역에 대한 유체흐름의 특성을 관찰하고, 오리피스, 벤츄리, 플랜지, 마노미터 및 관부품에서의 유속변화에 따른 압력차와 압력손실을 측정함으로써, 이와 관련된 Reynolds 수, 마찰계수, 압력손실두를 계산하고, 비압축성 유체의 흐름에 대한 조작방법 및 특성을 이해하고자 한다.

4. 실험이론

1) Reynolds Number,
유관을 통하여 유체가 흐를 경우 관의 내경을 [m], 평균유속을 , 유체의 밀도를 , 유체의 점도를 , 질량속도를 , 유체의 운동점도를 라고 하면 Reynolds 수는 다음과 같다.
무차원

Reynolds 수는 무차원으로 Reynolds 수가 2100보다 작으면 층류, Reynolds 수가 4000보다 크면 난류, Reynolds 수가 2100~4000에서는 층류에서 난류로 전이되는 과정으로 이 영역을 임계영역(critical region)또는 전이영역(transition region)이라 한다.
층류는 유체의 흐름이 적을 경우로 교차흐름(cross current) 또는 에디현상(eddy phenomenon)이 없고 천천히 평형한 직선흐름임을 알 수 있다. 유체의 흐름이 증가하면 더 이상 층류로 흐르지 않고 교차흐름 또는 에디현상을 이루며 난류로 흐른다.
유체가 관 중심부에서 경계층까지 흐르는 거리를 전이길이 (transition length)라 하며 유체의 속도구배는 유속에 따라 달라진다.
전이길이는 다음과 같다.
층류 :
유속이 전이영역 이상일 경우 :
2) 베르누이 방정식
정상상태 퍼텐셜흐름 유체에 운동량수지를 취하여 마찰 없는 Bernoulli식 이라는중요한 관계를 유도할 수 있다.

참고 자료

• 단위조작(Unit Operations of Chemical Engineering),6TH Edition , McGraw-Hill Korea ,32~34p ,78~80p
• 화학공학실험 - 성기천, 이진휘, 김기준, 싸이텍미디어,357~358p , 363~365p, 369~371p