레이놀즈 실험 결과보고서

목차

1. 실험목표
2. 실험이론
3. 실험방법
4. 실험결과
5. 결론 및 고찰
6. 참고문헌

본문내용

1. 실험목표
이번 실험은 유속을 바꿔가며 유속에 따라 관에 흐르는 잉크의 흐름 형태를 분석하고 흐름 특성을 파악하는 것이 목표이다. Reynolds 수의 개념과 공식을 이해하고 실험을 통해 얻은 데이터를 통해 Reynolds 수를 직접 구해본다. 구한 Reynolds 수의 값을 통해 판정한 흐름의 종류와 실험 상 잉크의 흐름을 관찰하여 판정한 흐름의 종류를 비교해본다.

2. 실험이론
1) 유체의 정의
- 유체
유체는 고체에 비해 형상이 일정하지 않아 변형이 쉽고 자유로이 흐를 수 있는 액체, 기체와 플라즈마를 총칭한다.

- 이상 유체
실제 존재하지 않으나, 해석상 편의를 위해 가정하여 사용하는 개념의 유체로 비압축성, 비점성 유체이다. 때문에, 흐름 중 마찰과 에너지 손실이 발생하지 않는다.

- 실제 유체
압축성 점성유체로 마찰과 에너지 손실이 발생한다.

2) 유체 흐름의 분류
2.1) 흐름 특성의 시간적 변화 여부
정상류: 흐름 특성이 시간에 관계없이 일정한 흐름이다.
부정류: 흐름 특성이 시간에 따라 변하는 흐름이다.

2.2) 흐름 특성의 공간적 변화 여부
등류: 한 구간 내에서 흐름특성이 일정한 흐름이다.
부등류: 한 구간 내에서 흐름특성이 변하는 흐름이다.

2.3) 관성력과 점성력의 비(Reynolds 수)에 따른 분류
실험에서 사용한 수로는 관수로이므로, 관수로일 때의 범위 기준을 사용하였다.
층류: 인접한 입자들끼리 혼합되지 않고 층을 이루는 흐름이다.
천이류: 층류와 난류가 공존하는 구간의 흐름이다. ()
난류: 유체 입자들이 서로 무작위로 혼합되어 흐르는 흐름이다. ()

2.4) 흐름 통로의 개폐 여부
개수로 흐름: 흐름 통로가 열려 있고, 자유 수면을 가지는 흐름이다.
관수로 흐름: 폐합관거에 물이 가득 차서 흐르는 흐름이다.

3) 연속방정식
질량 보존의 법칙을 설명하는 방정식이다. 한 단면에서 다른 단면으로 흐르는 유체 흐름의 연속성을 표현한다.

참고 자료

이재수, 『수리학』 구미서관, 2007년, p.79-164