단일구의 침강속도 결과레포트

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목차

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

본문내용

1. Abstract
본 실험에서는 점도가 다른 두 유체(물, EG 혼합용액)에 직경이 다른 두 종류의 구(5mm,10mm)를 침강시켜 종말속도를 측정하고, Drag coefficient와 Reynolds Number를 구하여 그 관계를 알아보았다. CD와 Re를 계산하는데 필요한 값을 구하기 위해 구의 밀도를 구하고 비중병과 Ostwald’s viscometer를 사용하여 두 유체의 물성(밀도, 점도)을 측정하였다. 실험결과, 이론값과 실험값의 전체적인 경향이 비슷함과 난류에서 레이놀즈수와 항력계수가 반비례 관계임을 확인하였다. 물과 비교하여 EG 혼합용액에서의 항력계수의 실험값과 이론값의 차이가 컸다. 이러한 오차의 원인에는 (1) 완전하지 못한 구의 상태, (2) 유체 속의 기포로 인한 침강속도 측정의 오류, (3) 잘못된 종말속의 측정, (4) 침강하는 구에 가해지는 힘, (5) 낙하 시점의 차이 및 육안으로의 판단 오류, (6) 동일하지 못한 낙하지점, (7) 점도계로 측정한 상대점도의 불확실성이 있다. 구의 밀도를 각각 측정하거나, 충분히 긴 메스실린더 사용하기, 일직선으로 구체 침강시키기 등의 방법으로 더 정확한 실험결과를 도출할 수 있다.

2. Experiment
- 시약
① Ethanol (C2H5OH)
: 분자량 46.07g/mol, 녹는점 –114℃, 끓는점 78℃, 밀도 0.789g/cm3이고, 본 실험에서 Glycerin(C3H5(OH)3)과 1:1로 혼합하여 구를 침강시키는 유체로 사용한다.
- 무색, 투명한 휘발성 액체이고, 높은 폭발성을 가지고 있어 연료로 이용한다. 제4류 위험물-알코올류에 속하며 폐기 시 유기물에 폐기한다.

② Glycerin(C3H5(OH)3)
: 분자량 92.094g/mol, 녹는
점 17.8℃, 끓는점 290℃, 밀도 1.26g/cm3이고, 본 실험에서 Ethanol(C2H5OH)과 1:1로 혼합하여 구를 침강시키는 유체로 사용한다.

참고 자료

Fluid Mechanics for Chemical Engineers, 3rd Ed, J.O.Wikes, 사이플러스, p27-29
안전보건공단 화학물질정보 ‘MSDS’
liquid-transfer, Fluid Machinery Industry, Fig 4(물의 특성표 참조)
2021년+3학년+1학기+실험노트