레이놀즈 실험 결과 보고서(예비포함)

소개

레이놀즈실험결과보고서 입니다.

목차

1. 실험개요

2. 실험목적

3. 실험이론

4. 실험장치 및 기구

5. 실험방법

6. 실험결과

7. 결과분석 및 고찰

본문내용

1. 실험개요

우리가 평소에 수도꼭지에서 물을 틀 때 그 물줄기가 아무런 유동 없이 잘 흐르는 것을 볼 수가 있고 때론 물줄기가 막 요동을 치면서 나올 때가 있다. 이것이 흔히 말하는 층류흐름과 난류 흐름이다.
우리는 실험을 통해 층류와 난류의 이동을 살펴보고 레이놀즈수의 영향을 살펴보도록 하겠다.

2. 실험목적

Reynolds 실험 장치를 이용하여 관을 통과하는 유체의 흐름 모양을 시각적으로 관찰하여 층류인지 난류인지 천이영역 인지를 파악한다. 또한 각 영역에서 평균 유속의 측정으로부터 Reynolds수를 계산하고 Reynolds 수와 흐름형태(층류, 난류, 천이영역)의 상관관계를 연구한다. 본 실험은 파이프 내의 유체의 유동상태와 레이놀즈수와의 관계를 이해하고, 층류와 난류의 개념을 이해하며, 레이놀즈수를 계산하는데 목적이 있다.

3. 실험이론

■유체의 흐름
물이 흐르고 있는 관에 물과 비중이 같은 잉크를 관 입구에 주입하여 유체의 유동을 관찰하면 아래 그림과 같이 세 가지의 형태로 나타난다.
유속이 느릴 때의 잉크선은 1개의 가는 선으로 되어 그림 (a)와 같이 흐르지만 유속이 증가함에 따라서 잉크선은 그림 (b)와 같이 불안정한 상태로 되고 유속을 더욱 증가시키면 결국 물과 물감이 혼합되어 그림 (c)와 같이 된다.
관로에서의 유체 유동은 층류와 난류로 구분된다.

층류유동은 유체입자의 한 층이 인접한 층 위를 매끄럽고 규칙성 있게 흐르는 유동을 말하고 난류와 대비된다.
가는 파이프에 물을 흘릴 경우 가령 잉크를 넣어 흐름의 상태를 관측하면 유속에 따라 레이놀즈수가 작을 때에는 색줄이 직선으로 되고, 물의 각 부분이 파이프 벽에 평형으로 움직이며 서로 섞이지 않는 것을 알 수 있다. 이러한 흐름이 층류이다.

속도가 작을 때 유체는 측면혼합(lateral mixing)이 없게 흐르게 되며 인접한 층이 다른 층을 지나서 흐른다. 여기에는 종단흐름(Cross curent)이나 소용돌이가 없다.
속도가 커지면 난류가 생기고 소용돌이가 발생하여 혼합이 일어나게 된다.

참고자료

· 없음