2020 부력 결과

목차

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

본문내용

1. Abstract
부력(양성부력, 중성부력, 음성부력)에 대해 이해하고, Force Balance를 세워 아크릴 실린더로 만든 간이 잠수함 모형이 수조에서 중성부력을 유지할 수 있는 무게를 계산하였다. 필요한 무게를 맞추기 위해 실린더의 좌우 칸에는 물을, 가운데 칸에는 추를 담아주었다. 수조 내 잠수함의 상태를 확인하여 양성부력 시 무게를 늘리고, 음성부력 시 무게를 덜어주어 중성부력을 관찰할 수 있게 노력을 기하였으나 실험 종료 시까지 중성부력을 확인할 수 없었다. 실험 결과의 고찰을 위하여 실험 성공 조의 과정과 결과를 비교하여 실험에 실패한 이유를 생각해보았다.

2. Experiment
실험에 들어가기 전에 필요한 무게를 알아내기 위하여 실린더의 부피를 측정하였다. 아크릴 실린더를 크게 큰 원통, 크기가 동일한 작은 원통 3개로 나누어 직경, 높이를 계산하였는데 작은 원통의 경우 큰 원통의 휘어진 면에 붙어있어 높이가 균일하지 못하였다. 따라서 가장 긴 높이와 짧은 높이의 평균으로 부피를 구하였다.

다음으로 수조에 간이 잠수함의 부력을 판단할 수 있을 만큼 물을 담아주었다. 물의 온도를 재어 20℃임을 알아내었고, 그에 따른 물의 밀도를 찾아내어 아크릴 실린더의 부피와 곱해 이론적인 무게를 구하였다.

이론적인 무게에서 아크릴 실린더의 무게를 빼낸 만큼 추와 물을 담아주었다. 아크릴 실린더의 좌, 우에는 물을, 중간에는 추를 담아주었다. 물을 담은 이유는 좌우 균형을 더 쉽게 맞춰주기 위함이었다.

참고 자료

2020 단위조작이론 및 실험1 실험노트, 부력
윤도영, 윌키스의 화학공학유체역학, 사이플러스, 2020, p.48-p.50
Frank. M. White, Fluid Mechanics, McGraw-Hill Education, 2015, p.63-p.64, p.88-p.92
Philip M. Gerhart, Munson’s Fluid Mechanics, JohnWiley&Sons, 2017, p.38-p.46, p.69-p.73