레이놀즈 넘버(Reynolds Number) 레포트

소개글

Reynolds Number에 관한 실험 레포트 입니다.
부디 잘 참고하시어 좋은 결과 있기를 바랍니다.

목차

1. 실험 목적
2. 실험 이론
3. 실 험 장 치
4. 실 험 방 법
5. 문제 풀이
6. 실험 결과
7. discussion
8. reference

본문내용

1. 실험 목적
유체가 관을 통해 흐르는 형태를 관찰함으로써 유체흐름에 대한 층류 및 난류의 개념을 이해하고, Reynolds No.의 개념을 이해한다.

2. 실험 이론
▶층류
유체 입자들이 각 층 내에서 미끈한 진로를 따라 움직일 때 층류라고 한다. 층류는 낮은 점성, 빠른 속도, 큰 유동 통로를 가지는 경우에 불안정해지며 속도가 점점 빨라지면 난류가 된다. 속도가 작을 때 유체는 측면 혼합이 없이 흐르게 된다. 마치 카드놀이 에서처럼 인접한 층이 다른 층을 지나서 흐른다. 여기에는 종단흐름(cosscurrent)이나 소용돌이가 없다. 이러한 상태를 층류라 한다.

▶난류
유체 유동에서 유체입자들이 대단히 불규칙적인 진로로 움직일 때의 유체 흐름을 난류라고 한다. 유체는 관이나 도관에서 두 가지 다른 모양으로 흐른다는 것이 오래 전부터 알려져 있다. 유량이 적게 흐를 때는 유체 중의 압력강화는 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 유리 튜브를 설치하고 튜브 안에서의 유량을 밸브로 조절하였다. 튜브 입구를 나팔꽃처럼 벌리고 위에 있는 플라스크로부터 튜브입구 흐름 중에 미세한 물감 줄기를 도입하였다. Reynolds는 유량이 적을 때에는 물감 줄기가 흐름에 따라 고스란히 흐르며 교차 혼합이 일어나지 않음을 알았다. 이 색깔 띠의 거동으로부터 물이 평행한 직선으로 흐름을 분명히 알 수 있었는데 이 흐름이 곧 층류이다. 유량을 증가시키면 임계속도(critical velocity)에 이르게 되는데 이 때부터 물감 줄기가 파형이 되고 점점 없어져서 마침내 물이 흐르는 단면 전체에 퍼진다. 이러한 물감의 거동으로부터 물이 더 이상 층류로 흐르지 않고 교차흐름 및 소용돌이를 이루며 흐른다는 것을 알 수 있다. 이러한 운동형태가 난류이다.

참고 자료

-Lab Manual and Text for Chemical Engineering (Fluid Mechanics)
-Fluid Mechanics For Chemical Engineers 2nd Ed. Noel de Nevers McGrawHill
-핵심 유체역학 공학박사 박용호 저, 진영사
-Unit Operations of Chemical Engineering 5thEd. McCabe McGrawHill
-유체역학 기초 실험, 모양우 외, 조선대학교 출판부
-유체유동 Rolf H. Sabersky, 범한서적
-분체공학 강석호, 희중당
-W. L. McCabe, J. C. Smith and P. Harriott, Unit Operations of Chemical Engineering, 5th, ed, McGraw-Hill, 1991, p.33, 42, 77, 78 (희중당 번역판)
- Hinze, J.O.. Turbulence, 2nd ed., McGraw-hill, New York,1975.
- Schlichting, H. Boundary Layer Theory, 7th ed., McGraw-Hill, New yo가.1979
- Perrys Chemical Engineers Handbook, 6th ed., Robert H.Perry, Don Green