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충전층 흐름 [단조 실험 A+레포트]2025.05.051. 충전층 흐름의 압력 강하 이번 실험은 2mm glass bead를 이용해 충전층을 만든 다음에, 고정층과 유동층으로 바뀔 때의 최소 유동화 속도를 측정하고, 유속의 조건을 바꾸어 그에 따른 압력 강하를 측정하는 실험이었다. 장치를 세팅하여 장치 내부에서 아래에서 위로 물의 흐름을 만들어주고, 유체 흐름의 유속과 압력차의 관계를 구했다. 그리고 실험적으로 측정한 초기 유동화 속도를 Ergun Equation을 통해 오차율을 측정해 비교해보았다. 2. 유동층의 기본 원리 유동층이란 충전 입자가 채워진 층에 기체나 액체를 주입하여 ...2025.05.05
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반응현상 고정층 유동층 실험2025.01.161. 고정층과 유동층의 mechanism 고정층이란, 용기 내에 고체 입자를 충전해서 고정된 층을 말한다. 유체의 속도를 증가시키면 고체 입자는 움직이지 않아 입자 층의 높이는 변하지 않고 압력 강하는 조금 더 변하는 상태를 말한다. 유동층이란, 용기 내에 분립체가 유체의 일정한 유속에 따라 형성하여 이동하는 층을 말한다. 유속을 조금씩 증가시키면, 압력 강화와 개별 입자에 대한 항력이 증가하며, 입자들이 움직이기 시작하고 유체 중에 현탁된다. 2. 고정층 및 유동층에서 압력손실과 유체의 유동조건과의 관계 고정층에서 압력 강하는 E...2025.01.16
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충전층 흐름의 압력강하(A+)2025.05.021. 충전층 흐름의 압력 강하 충전층은 화학공정에서 기체흡수탑, 증류, 반응기, 여과기 등에 사용되는데, 공정설계 및 운전조건 최적화를 위해 충전층을 지나는 유체흐름의 유속과 충전층에 걸리는 압력강하의 관계가 기본적으로 필요하다. 충전층 내에서 임의적으로 채워진 충전물 사이, 즉 공극으로 유체가 흐르므로 이를 수학적으로 완전히 해석하기는 어려워 수학적 모델링 방법을 주로 사용한다. 모델링을 통해 유체 평균속도와 압력차의 상관 관계를 해석해보면 실제 유로는 모양이 불규칙하고, 단면적과 배향이 다양하며 서로 얽혀 있어 채널이 불규칙하고...2025.05.02
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파이프 유동실험 2 (급축소관) 레포트2025.05.051. 베르누이 방정식 베르누이 방정식은 단일 와이어에 대한 가정으로 비압축성, 정상 상태, 점성력, 에너지 교환이 있습니다. 베르누이 법칙의 특징은 기준점에 대한 높이(h)가 위치 에너지, 유체가 흐르는 속도(v)가 운동 에너지, 압력(p)이 일(에너지)을 의미한다는 것입니다. 이 세 가지 에너지의 합은 어느 한 지점에서나 같습니다. 파이프 내부 유동에서 점성력을 무시하면 큰 오차가 발생합니다. 점성력을 고려한 베르누이 방정식은 마찰 손실 항이 추가됩니다. 2. 레이놀즈 수 층류 유동에서는 유체 입자가 층을 형성하고 안정된 유선을 ...2025.05.05
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유동화실험 예비보고서2025.05.101. 유동화 실험 유동화 실험을 통해 고정층 및 유동층의 특성을 이해하고자 합니다. 실험에서는 유속에 따른 층높이와 수두차를 측정하고, 이를 그래프로 확인할 것입니다. 또한 압력강하 계산을 수행할 예정입니다. 이론적 배경으로는 뉴턴 유체, 층류와 난류, 레이놀즈 수, 압력강하 등이 다루어졌습니다. 2. 유동화 과정 유동화 과정은 유속 증가에 따라 고정층 변화, 최소 유동화 속도, 밀집상 유동화, Slugging 현상 및 분산상 유동화 등의 단계를 거칩니다. 유체의 종류에 따라 액체와 기체의 특성이 다르게 나타나며, 기포의 영향, 유...2025.05.10
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광학기기를 사용한 유동장 측정2025.05.071. PIV(Particle Image Velocimetry) PIV의 기본 원리는 촬영영상에서 물입자의 운동궤적을 추적하고 입자화상을 취득하기 위하여 유동장의 비중과 거의 동일한 특수 추적 입자(tracer particle)를 선정하여 투입한다. Cylindrical 렌즈를 이용하여 레이저 평면광을 만들어 입자에 레이저 광선을 투영하여 반사시켜 주어진 시간간격 동안 유체와 같이 움직인 입자들의 변위정보를 조사한다. CCD 카메라와 같은 화상입력장치를 평면광에 수직으로 설치하여 입자화상을 정밀하게 촬영하여 취득하게 된다. 촬영한 변...2025.05.07
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유체 서킷 실험 고찰2025.01.161. 유량과 압력손실 실험 결과를 통해 유량(Q)과 압력손실(수두차)의 관계를 분석하였다. 유속이 증가할수록 압력손실도 증가하는 경향을 확인할 수 있었다. 이는 압력손실이 유속의 제곱에 비례한다는 이론적 배경과 일치하는 결과이다. 2. 관 직경 및 길이에 따른 압력손실 관의 직경이 증가할수록 압력손실이 급격히 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 반면 관의 길이가 증가할수록 압력손실이 증가하는 경향을 보였다. 이는 압력손실 공식에서 관 직경과 길이의 영향을 잘 반영하고 있다. 3. 밸브 및 유량계 종류에 따른 압력손실 밸브 종류에 따라...2025.01.16
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[화학공학실험] 유체역학 실험2025.05.101. 베르누이 식 (Bernoulli's equation) 베르누이 식은 점성과 압축성이 없는 이상적인 유체가 규칙적으로 흐르는 경우에 대해, 유체의 속도, 압력, 위치에너지 사이의 관계를 나타낸 공식이다. 베르누이 식은 흐르는 유체에 대하여 유선(streamline) 상에서 모든 형태의 에너지의 합은 언제나 일정하다는 점을 설명하고 있다. 2. 레이놀즈 수 (Reynolds number) 레이놀즈 수는 유체역학에서 사용하는 무차원량으로, 관성에 의한 힘과 점성에 의한 힘의 비이다. 주어진 유동 조건에서 두 종류의 힘의 상대적인 세...2025.05.10
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유체마찰손실 예비보고서2025.05.021. 마찰손실 실제 유체는 점성으로 인해 마찰이 발생하며, 마찰 손실은 표면마찰과 형태마찰로 구분됩니다. 표면 마찰은 전단력에 의해 경계층에서 발생하며, 형태 마찰은 경계층이 분리되면서 소용돌이 발생 및 에너지 손실을 일으키는 마찰입니다. 2. 베르누이 정리 실제 유체의 베르누이 정리에서는 마찰 손실 항 h_f와 운동에너지 보정 인자 alpha를 사용하여 식을 수정하여 적용합니다. 이를 통해 유체가 흐를 때 유속에 따른 마찰손실을 고려하여 압력강하의 정도를 예측할 수 있습니다. 3. 급확대 급확대로 인한 마찰 손실은 작은 유로에서의...2025.05.02
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유동(Streamlines) 가시화(Visualization) 실험 보고서2025.01.171. 유동 가시화 유동 가시화는 속도, 압력, 밀도 및 온도 등 우리 눈에는 보이지 않는 유동 정보의 공간 분포를 시간과 공간의 어떤 범위 안에서 눈에 보이도록 하는 실험 방법입니다. 정성적 유동 가시화 기법에는 수소기포법과 연기를 이용한 방법이 있으며, 정량적 유동 가시화 기법에는 입자영상 속도계측(PIV)과 레이저 도플러 속도계(LDV) 등이 있습니다. 2. 구 형상 유동 구 형상에서는 전면에 정체점이 존재하며, 측면에 나타나는 박리점을 시작으로 후류 영역이 존재합니다. 후류 영역에서는 와류라 불리는 회전 유체 덩어리가 형성됩니...2025.01.17
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