레이놀즈 수 측정 실험

소개글

관성력과 점성력의 상대적인 크기에 따라 결정되는데 이를 판단하는 무차원수인 레이놀드 수를 측정하는 실험

관로내의 흐름이 층류(Laminar flow)로 되는지, 혹은 난류(Turbulent flow)로 되는가는 레이놀즈수(Reynolds number)라 불리우는 무차원량에 의하여 결정된다.
층류와 난류의 경계가 되는 과도적인 상태에서의 레이놀즈수를 임계 레이놀즈수(critical Reynolds number)라 하며, 이번 실험을 통하여 층류에서 난류로 바뀔 때의 상 임계레이놀즈수, 난류에서 층류로 바뀔 때의 하 임계레이놀즈수를 측정

목차

1. 실험 관련 이론 내용
2. 실험 방법 및 내용
3. 결과값을 그래프로 표현
4. 고찰 및 분석 결과

본문내용

1. 실험 관련 이론 내용
1.1 레이놀드 수(Reynold Number)
Reynolds Number는 1883년 영국 맨체스터 대학교수인 레이놀즈에 의하여 창안된 수로써 유체의 입자가 서로 층을 이루면서 직선적으로 미끄러지는 층류와 서로의 유체입자가 불규칙 운동을 하면서 상호간에 격렬한 운동을 일으키는 난류로 구분하는 무차원 수이다.
유체가 유동을 함에 있어서 층류 유동과 난류 유동이 발생된다. 이런 한 층류와 난류와 같이 유체의 흐름이 발생하는 이유로는 물리적인 요인으로 관성력과 점성력의 상대적인 크기에 따라 결정되는데 이를 판단하는 무차원수 가 레이놀드 수 이다. 흐름의 상태는 레이놀즈수에 의해 크게 달라지므로, 레이놀즈수는 흐름의 특징을 정하는데 가장 중요한 조건이 된다.
레이놀즈 수는 관성력과 점성력의 상대적인 크기로 유동현상의 변화에 크게 영향을 미치는 인자들을 유량(Q)에 관계되는 유속과 단면적으로 보고 이들의 양을 무차원으로 나타내었다.



1.2 층류와 난류
‣ 층류(Laminar flow): 물분자가 흐트러지지 않고 정연하게 흐를 때의 흐름으로 실험에서 유속이 느릴 때 착색액(잉크)이 일직선으로 흐르는 흐름.
‣ 난류(Turbulent flow): 물의 입자가 상하 전후 흐트러져서 흐르는 흐름으로 유속이 빠를 때 착색액(잉크)이 무질서하게 흐르는 경우.

1.3 임계속도와 임계 레이놀즈 수
‣ 층류에서 난류로 또는 난류에서 층류로 천이(transition)할 때의 유속을 임계속도라고
하고 그때의 레이놀즈수를 임계레이놀즈수(critical reynolds number)라고 한다.


1.3.1 유체의 속도
‣ 관 속으로 유체가 흐를 경우 흐르는 방향에 직각인 임의 단면을 단위시간에 흐르는 유체의 양을 유량이라 하고 이를 단면적으로 나눈 값이 유체의 평균속도()이다. 즉,
Q = 유량 [m/sec]
A = 관의 단면적
= 평균 유속 [m/sec]
D = 관의 내부 직경 [m]

참고 자료

없음