단일구의 침강속도-결과레포트(The sedimentation rate of a single sphere-Result Report)

목차

1. Abstract
2. Experiment
3. Result & Discussion
4. Conclusion

본문내용

1. Abstract
이번 실험을 통해 다양한 농도의 유체에서 단일구가 침강할 때 일어나는 현상을 이해하고 이를 통해 Drag coefficient와 Reynolds Number와의 관계를 파악해보는 실험이다. 유체로는 글리세린을 이용하고 글리세린의 농도별 준비 후 농도가 증가함에 따라 점도도 증가하여 단일구가 침강하는 속도가 줄어드는 것을 파악할 수 있다.

2. Experiment
방법 1)다양한 농도의 글리세린을 제조한다. (20%, 40% 60% 80%, Fig.1, 2)
방법 2)서로 직경과 무게가 다른 구를 3가지를 준비한다.(Fig.3)
방법 3)각 농도별 글리세린에 준비된 구를 떨어트리면서 영상을 촬영한다.(Fig.4)

3. Result & Discussion
우선 각기 다른 구의 종류의 특성을 파악하여 Table.1로 정리하였다.

< 중 략 >

4. Conclusion
Table.3 에서와 같이 침강하는 데 걸리는 시간과 침강 거리를 알 수 있기 때문에 농도별 각 구의 침강하는 평균 속도를 알 수 있다. Table.4 원래의 실험 의도였다면 각 구간별로 구의 침강속도를 알고 그에 따른 종말 속도를 계산하여야 한다. 하지만 본 실험에서는 구간별로 시간을 보다 정확하게 파악하지 못하였기 때문에 침강하는 평균 속도를 종말속도로 가정하고 항력계수 값을 파악 하였다. 그러다 보니 애초에 우리가 알아내야할 항력계수 계산식에서 종말속도를 알지 못하고 평균 침강속도를 이용하여 레이놀즈 수와의 관계에서 매우 어긋남을 볼 수 있었다. (Table.5와 Table.8의 비교) 이는 두가지의 요인으로 인해 큰 오차가 있었음을 알 수 있었다.
첫 번째로 종말속도를 이용하여야 하는데 위에서 계산한 바와 같이 평균 침강 속도를 이용하였기 때문이다. 농도가 묽은 글리세린일수록(60%이하) 종말속도를 측정하는 것이 실제로는 매우 어려우며 농도가 진한 글리세린이여도 단일구가 종말속도에 다다를때까지는 속도가 계속 증가하게 되는데 이 보다 더 낮은 값을 이용하였기에 오차가 발생함을 알 수 있었다.

참고 자료

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유체역학의 공학원리, 유동훈 저, 새론