[화학공학]Reynolds number 측정 / 손실두 측정 실험

소개글

한학기 실험과목 전레포트 10점 만점 받았습니다.
그 중의 하나인 Reynolds number 측정 / 손실두 측정 실험 관련 레포트입니다.
제가 쓴 것중 세 손가락안에 들정도로 잘 쓴 레포트라 생각합니다.
많은 도움 되었으면 좋겠습니다.

목차

1.실험 제목
2.실험 목적
3.실험 방법
4.실험 이론
7.참고 문헌

본문내용

♦층류(Laminar)
=>속도가 작을 때 유체는 측방 혼합이 없이 흐르게 된다. 마치 카드놀이에서처럼, 인접한 층이 다른 층을 미끄러져 흐른다. 여기에는 교차흐름이나 에디가 없다. 이러한 상태를 층류라고 한다. 속도가 커지면 난류가 생기고 에디가 발생하여, 뒤에서 설명하는 바와 같이 축방 혼합이 일어나게 된다.

♦ 난류(Turbulence)
=>유체는 관이나 도관에서 두 가지 다른 모양으로 흐른다는 것이 오래전부터 알려져 있다. 유량이 적을 때에는, 유체의 압력강하가 유속에 비례하여 증가하지만, 유량이 크면 보다 빨리, 즉 대개 유속의 제곱에 비례하여 증가한다. 이 두 흐름 형태의 구분은 Osborne Reynolds가 처음으로 고전적 실험에 의하여 실증하여 1883년에 발표하였다. 그는 물이 들어 있고 벽이 유리로 된 탱크 안에 수평 유리튜브를 설치하고, 튜브 안의 유량을 벨브로 조절하였다. 튜브 입구를 나팔꽃처럼 벌리고, 상부의 플라스크로부터 튜브 입구 흐름 중에 미세한 물감 줄기를 도입하였다. Reynolds는 유량이 적을 때에는 물감 줄기가 흐름에 따라 흩어지지 않고 흐르며, 교차혼합이 일어나지 않음을 발견하였다. 이 물감선의 거동으로부터 물이 평행한 직선으로 흐름을 분명히 알 수 있었는데, 이 흐름이 곧 층류이다. 유량을 증가시키면 임계속도에 이르게 되는데, 이 때부터 물감 줄기가 파형이 되고 점점 흩어져서 마침내 물이 흐르는 단면전체에 퍼지게 된다. 이러한 물감의 거동으로부터 물이 더 이상 층류로 흐르지 않고 교차흐름 및 에디를 이루며 흐른다는 것을 알 수가 있다. 이러한 흐름 형태가 난류이다.

♦ Reynolds Number와 층류-난류 전이
=> Reynolds는 흐름이 한 형태에서 다른 형태로 바뀌는 조건에 관하여 연구하였는데, 층류라 난류로 바뀌기 시작하는 임계속도는 튜브의 지름, 액체의 점도 및 밀도, 평균유속 등 4가지 양에 의해 좌우가 됨을 알아내었다. 그는 또한 이 네 가지 양을 하나의 군으로 조합하면 이 군의 값에 따라 흐름의 종류가 달라짐을 알았다. 그는 변수를 다음과 같이 묶었다.

참고 자료

(1) ‘단위 조작 실험’, 고용식 著, 선학 출판사
(2) `Unit Operations of Chemical Engineering`, McCabe, Smith, Harriott, McGrawHill
(3) http://www.rit.edu/~lbg2487/blab.htm
(4) http://scienceworld.wolfram.com/physics/ReynoldsNumber.html
(5) 단위조작 McCabe P.27 , 58~64 , 156 , 183~188 5th McGraw-Hill
(6) 단위조작 김승재외 2명 P.57~59 1996 동화기술
(7) 화공유체역학 Noel de Nevers P.56~59 1994 희중당
(8) http://kr.encycl.yahoo.com/final.html?id=54955
(9) http://100.lycos.co.kr/entry/32/187332.asp?where=search&dme=&adquery=onenglishsec
(10) http://tech.stoney.co.kr/snut/BPCalc3-2.doc