(A+만점레포트)[화공생물공학실험] 6.단일구의 침강속도(결과)

소개

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목차

1. 결과
2. 고찰

본문내용

본 실험은 비중이 다른 액체를 수직으로 지나는 단일구들을 비교하고 이때 일어나는 현상을 알아보는 실험이다. 단일구의 침강 시간을 측정해 침강 속도를 구하고 이를 통해 항력계수와 Reynolds수와의 관계 및 종말속도에 대해 고찰하였다.

그림 3을 참고하였을 때 Reynolds 수가 증가함에 따라 항력계수는 감소하다가 점차 일정한 값을 가진다는 것을 알 수 있다. 이는 Reynolds 수가 크면 난류의 흐름이 형성되는데, 이러한 난류 상태에서는 경계층이 얇아지고 표면 저항이 줄어들면서 항력계수가 낮아지는 것이다. 그림 4에서 볼 수 있듯 물과 글리세린에서 모두Reynolds수는 골프공, 흰색공, 은색공 순으로 증가하며 항력계수는 이와 반대의 경향을 가진다. 다만 그림 2에서 볼 수 있듯 물과 글리세린을 비교했을 때는 증감의 상관성이 다소 떨어지는 경향을 보였다.

실험에서 발생한 오차의 원인 및 개선 방안에 대한 고찰은 다음과 같다.
우선 구가 침강하면서 발생한 오차이다. 정확한 침강시간을 측정하기 위해서는 구가상부 센서를 지나는 지점부터 하부 센서를 지나는 지점 사이를 지면과 수직으로 침강해야하며, 관의 간섭으로 인한 속도왜곡이 발생하지 않아야 한다. 그러나 구가침강할때 좌우로 움직이며 하강했고 벽에 부딪히는 경우가 발생했다.

참고자료

· 동국대학교,“화공생물공학실험”, 2024, pp.27-29
· 이화영 외 2인, “단위조작”, 맥그로힐에듀케이션코리아, 2017, pp.133-137
· 손무락 외 1인, “조립입자 침강속도에 대한 실험적 관찰 및 비교분석”, 한국지반환경공학회논문집, 2015, pp.33-38
· 윤상훈 외 2인, “영상해석 기법을 이용한 난류 흐름 중 침강속도의 측정”, Journal of Korea Water Resources Association, 2001, pp.745-751