[기계공학과] 레이놀즈수 측정 실험 보고서 (유체 역학 실험)

소개글

"[기계공학과] 레이놀즈수 측정 실험 보고서 (유체 역학 실험)"에 대한 내용입니다.

목차

1. 실험 목적
2. 실험 관련 이론
3. 실험장치 및 방법
4. 실험 결과 및 토의

본문내용

1. 실험 목적
유체의 흐름에서는 점성에 의한 힘이 층류가 되게끔 작용하며, 관성에 의한 힘은 난류를 일으키는 방향으로 작용하고 있다. 이 관성력과 점성력의 비를 취한 것이 레이놀즈수 이다.1) 실제유체의 유동은 점성에 의한 마찰로 인해 이상유체의 유동보다 대단히 복잡하다. 점성의 영향은 유동을 방해하며, 점성유동은 층류와 난류로 구분되어 파이프 내의 유체의 유동상태와 레이놀즈수와의 관계를 이해하고, 층류와 난류의 개념의 이해와 레이놀즈수를 계산하는데 목적이 있다.3)

2. 실험 관련 이론
유체유동에서 유체입자들이 층을 이루면서 섞임이 없이 유동할 때를 층류라 하고, 이와 반대로 유체입자들이 대단히 불규칙적인 경로로 움직일 때 난류라 한다.4) 레이놀즈수는 어떤 유체의 관성과 점성에 따른 흐름을 예측하거나, 층류나 난류를 판별할 때, 도움이 되는 무차원수로 다음과 같이 나타낸다.2) Re=(유체의 관성)/(유체의 점성)=(ρVd)/μ=Vd/ν4)
층류에서 난류로, 또는 난류에서 층류로 천이할 때의 유속을 임계속도라 하고, 그때의 레이놀즈수를 임계 레이놀즈수라고 한다. 층류에서 난류로 바뀔 때의 레이놀즈수를 하임계 레이놀즈수라 한다.

3. 실험장치 및 방법
3.1 실험 장치
레이놀즈수 측정 실험 장치
레이놀즈수 측정 실험 장치는 염료, Mass Cylinder, 스톱워치, 온도계를 준비한다. 구성은 Fig. 1과 같이 염료저장용기, 염료조절밸브, over flow 유출관, 물 유입관, 유동관찰관로, 유량조절밸브로 되어있다.

3.2 실험 방법
유체관로 부손실 실험
레이놀즈수 측정 장치의 유량조절밸브를 잠그고 물을 유입시켜 저수탱크에 물을 채운 후 물이 over flow 되도록 하여 수두를 일정하게 유지한다. 유량조절밸브를 열어 유동관찰배관 내로 물이 흐르게 한다. 염료조절밸브를 열어 염료가 유동관찰배관 내로 흐르게 하는데, 이때 염료가 부족다면 염료를 보충해주고 염료조절밸브의 막힘을 주의한다.

참고 자료

레이놀즈수(저자불명, 금속용어사전, 출판년도 불명,
http://terms.naver.com/entry.nhn?docId=733402&cid=42325&categoryId=42325)
층류와 난류를 결정짓는 레이놀즈수 (저자 친절한냉동c, 네이버블로그, 출판년도 16.01.15, http://blog.naver.com/hvackkw/220598057448)
레이놀즈수(저자 불명, 위키백과, 출판년도 불명,
https://ko.wikipedia.org/wiki/%EB%A0%88%EC%9D%B4%EB%86%80%EC%A6%88_%EC%88%98)
레이놀즈수(저자 플마, 네이버블로그, 출판년도 16.10.17,
http://blog.naver.com/bagazi37/220838070266)
레이놀즈수 측정 실험 교안
유체역학 (Fox 외 저, 텍스트북스, 2014.06.15.)