[화공단위조작실험A+] Hagen-Poiseuille식 응용 액체 점도 측정

소개글

"[화공단위조작실험A+] Hagen-Poiseuille식 응용 액체 점도 측정"에 대한 내용입니다.

목차

1. Title

2. Purpose

3. Principle
1) Hagen-Poiseuille식
2) 뉴튼 유체와 비뉴튼 유체
3) 점도(Viscosity)
4) 레이놀즈 수(Reynolds number)

4. Apparatus and Reagents
1) Apparatus
2) Reagents

5. Procedure

6. Results
1) 실험 결과

7. Discussion
1) 실험 원리와 결과에 대한 정리
2) 토의 및 고찰

8. Reference

본문내용

Hagen-Poiseuille식 응용: 액체 점도 측정 실험에서는 높이차 ∆h가 각각 0.1m, 0.2m, 0.3m, 0.4m, 0.5m인 5가지 조건으로 실험을 총 5번 실시하여 온도계로 측정한 유체의 온도와 vernier calipers 측정한 모세관의 직경, 모세관의 길이를 이용해 원형의 모세관 내를 흐르는 유체에 대하여 액체의 점도를 측정하고, 레이놀즈 수와 전단율, 전단응력까지 구해보았다. 실험 장치는 간단히 높이차에 따라 서로 다른 압력차를 나타내는 원통용기와 층류에서 Hagen-Poiseuille식을 기반으로 모세관 점도계의 원리를 따르는 모세관으로 이루어졌다. 실험은 원통용기 내부에 길이가 서로 상이한 기둥, 각각 0.1m, 0.2m, 0.3m, 0.4m, 0.5m짜리 동관을 끼운 후 일정한 수면이 유지될 때, 연결된 모세관을 타고 흐르는 유체를 50ml짜리 메스실린더에 받아 정해진 부피를 완전히 채우는데 걸리는 시간을 측정하는 방식으로 진행했다. 이 때, 모세관은 실험 전 버니어 캘리퍼스를 이용하여 그 내경과 길이를 측정한 후 sealing tape를 감아 원통용기와의 이음새 부분에서 두께 차이에 따른 빈틈이 발생하지 않도록 연결해주었다. 그리고 한 번 더 전체적으로 연결부위를 parafilm으로 감싸 물이 새는 것을 방지했다. 실험에서 측정된 시간은 나중에 메스실린더의 부피를 나누어 유량을 계산하는데 사용되었고, 이에 함께 얻어진 높이차와 유량은 각각 점도를 구하는데 필요한 압력차와 평균 유속을 구하는데 사용되었다. 압력차 ∆p=ρg∆h이고, 평균 유속은 앞서 vernier calipers를 이용하여 모세관의 직경을 측정했기 때문에 그 단면적을 구할 수 있어 유량을 모세관의 단면적으로 나누어 구할 수 있었다. 또한, 유체의 온도는 보간법에 의해 물의 밀도를 결정하는데 사용됐는데, 우리는 원통용기 내에 0.1m 동관을 끼운 첫 번째 실험과 0.5m 동관을 끼운..

<중 략>

참고 자료

화공단위조작실험 교재 개정판-단조실험6액체점도rev
Mccabe L. Warren 외 2명, McCabe의 단위조작 7th, McGraw Hill Education, p.41-46, p.83-85, p.87 (2017)
Hagen–Poiseuille equation - Wikipedia, Hagen-Poiseuille식
Newtonian fluid - Wikipedia, 뉴턴 유체
https://wiki.anton-paar.com/kr-kr/water/, 물의 밀도와 점도