[이동현상실험] 레이놀즈수(Reynolds Number) 결과레포트/고찰문제 포함

소개글

안녕하세요 화학공학과 재학생입니다.
올리는 모든 자료는 직접 작성하여 제출했던 자료들이며
4년동안 실험과목 모두 A+ 성적을 받은 레포트입니다.
감사합니다:)

3학년 1학기 수업인 이동현상실험의 첫번째 커리큘럼 레이놀즈수에 대한 결과레포트 입니다.
총 10 페이지 분량이며, 4개의 실험결과 고찰문제와 개인고찰이 포함되어 있습니다!

목차

1. 실험목적

2. 실험이론
(1) 유속
(2) 유체의 유속
(3) 레이놀즈수(Reynolds Number)
(4) 층류(Laminar Flow)
(5) 난류(Turbulent Flow)
(6) 전이영역(Transition Region)

3. 실험방법

4. 실험장치 및 준비물

5. 실험결과
(1) 실험결과 데이터
(2) 유속의 변화에 따른 레이놀즈 수의 관계를 그래프로 도시하라. (이때,압력과 온도에 따른 밀도와 점도값 산정에 대한 근거를 상세하게 작성하여야 한다.)
(3) (2)에서 도시한 그래프를 토대로,실험으로 측정된 유속과 그때의 tracer 흐름사진을 비교하여 실험값과 이론값을 비교분석하시오.
(4) 유로가 원형이 아닐 경우 레이놀즈 수는 어떻게 계산하여야 할지 예를 들어 설명하시오.
(5) 유로가 매끈하지 않을 경우,레이놀즈 수에 미치는 영향을 나타낸 무디(Moody) 선도에 대해 아는대로 쓰시오.

6. 실험고찰

본문내용

1. 실험목적
유체가 관을 통해 흘러갈 때 흐름 형태에 따른 영향을 이해한다. 실험 과정에서 층류와 난류의 흐름 형태를 육안으로 확인한다. 이를 통해 임계속도를 구하고 문헌과 비교하여 Reynolds Number를 명확히 이해한다.

2. 실험이론
(1) 유속
: 유속은 단위 면적을 통해 단위 시간에 이동하는 열량, 물질량 또는 운동량을 나타내며 일반적으로는 백터성의 양이다. 이상계면 뿐만 아니라 유체 중의 이동현상에 대해서도 사용된다. 물질 이동에 대해서는 그것을 관측하는 기준면의 정의 차이에 따라 각종 물질 유속 표시가 사용되고 있다. 유속은 단위 시간에 물이 흘러간 거리로 나타내며 보통 m/sec로 표시한다.

<중 략>

(4) 층류(Laminar Flow)
: 층류란 유체가 평행한 층을 이루어 흐르며, 이 층 사이가 붕괴되지 않음을 의미한다. 유체가 매끄럽고 규칙적인 경로로 운동하는 흐름이며 난류와 대비된다. 속도가 느릴 때 유체는 측면 혼합이 없게 흐르게 되며 인접한 층이 다른 층을 지나서 흐른다. 이 경우에는 종단 흐름이나 소용돌이가 없다. 또한 유체의 어느 한 지점에서 여러 가지 유동 성질이 시간에 대해 일정한 값을 갖는다. 어떤 유동이 층류인지 난류인지를 구별하는 데에는 무차원 수인 레이놀즈 수가 중요한 인자로 사용되며, 관수로 흐름의 경우 이 값이 2100 이하이면 층류라고 한다. 개수로의 경우 레이놀즈 수가 500 이하이면 층류라고 정의하고, 이 때 관의 직경 대신 동수반경 R을 사용한다. 레이놀즈 수가 1보다 훨씬 작은 경우는 스토크스 유동(Stokes Flow)이 된다. 이는 층류의 극단적인 경우로서, 유동에서 관성에 의한 힘보다 점성에 의한 힘의 효과가 훨씬 큰 경우이다. 유체 동역학에서는 유체가 모멘텀 확산이 높고, 모멘텀 대류가 낮으며, 압력 및 속도가 시간에 무관한 유동을 층류라고 정의한다.

참고 자료

없음