[전체1등&A+] 인천대 기계공학실험 레이놀즈 유동실험 레포트

소개글

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목차

1. 실험 이론 및 목적
2. 실험 방법
3. 실험 결과
4. 고찰
5. 참고문헌

본문내용

■ 실험 목적
이번 실험은 유동의 특성을 파악하여 파이프 내 흐르는 유체의 상태를 눈으로 확인하는 것이다. 유량을 측정하여 층류, 천이, 난류영역에서의 레이놀즈 수(Re= ρVD/μ=VD/ν)를 도출하고 유체의 흐름과 레이놀즈 수와의 상호관계를 이해한다.

■ 실험 이론
<유체>
유체의 정의는 크기와 무관하게 전단응력이 작용하면 연속적으로 변형되는 물질이다. 액체, 기체, 증기 등이 유체에 해당하며 유체는 고체와 달리 그 형태가 쉽게 변화된다. 주어진 온도와 압력에서 유체의 밀도는 일정한 값을 가진다. 밀도는 보통 1b/ft3, kg/m3 등으로 측정한다. 유체의 밀도는 온도와 압력에 좌우되는데 그 변화는 클 때도 있고 작을 때도 있다. 온도와 압력을 다소 변화시켰을 때 밀도가 별로 변화지 않는 유체는 비압축성유체라 하고, 밀도가 민감하게 변화는 것은 압축성유체라 한다. 대개 액체는 비압축성 유체이고 기체는 압축성 유체이다.

<점성력>
점성이 있는 유체가 움직일 때, 접선 응력의 작용으로 생긴는 단위부피, 단위질량당의 힘으로 유체면에 평행한 방향으로 작용한다. 실제 유체는 내부 마찰의 영향을 받는데, 이 마찰이 유체가 흐르는 성질을 방해하며 결과로 나타나는 힘이 점성력이다. 거리가 l만큼 떨어진 두개의 수평 판 사이에 비압축성 유체가 있다고 할 때, 하층 판은 고정, 상층판은 x방향으로 u_0의 속력으로 움직이고 있다. 표현할 수 있으며 μ는 비례상수로 역학적 점성계수이다. 점성력이 작을수록 유체가 잘 흐르게 된다. 따라서 둘레에 비해 가장 단면적이 작은 원을 사용함으로써 원형파이프가 널리 쓰이고 있다.

<체적 유량>
체적 유량은 파이프, 수로와 같은 유동체를 통하여 단위 시간당 통과하는 유체의 부피이다. 체적유량(Q)은 파이프 또는 채널의 단면적(A)와 흐르는 유체의 속도 유속(V)의 곱으로 나타낸다.

참고 자료

Willey, Munson`s fluid Mechanics 제8판, 퍼스트북, 2018, pp337~450 (Reynolds수, 층류난류, 파이프 유동), 0921
권현진, “완전발달 난류 영역에서 면적과 유량비에 따른 T자형 분리관의 안정길이 및 부차적 손실계수의 추정”, 한국전산유체공학회지, 2021, pp83~86,
https://www.kci.go.kr/kciportal/ci/sereArticleSearch/ciSereArtiView.kci?sereArticleSearchBean.artiId=ART002796322, (부차적 손실), 2022-09-21
정태규, “제어밸브 유량특성에 레이놀즈 수가 미치는 영향”, 한국추진공학회, 2017 pp995~999(굴곡진 출구배관에서의 압력손실), 2022-09-22