레이놀드 수 & 손실두 예비 레포트

소개

화학공업실험 레포트 입니다.

목차

1. 실험제목 : 유체유동 실험(Reynolds number, 손실두 측정)
2. 실험목적
3. 실험원리
4. 실험방법
5. 참고문헌

본문내용

1. 실험제목 : 유체유동 실험(Reynolds number, 손실두 측정)

2. 실험목적
유체흐름을 통하여 Reynolds 수의 개념을 이해하고, 층류와 난류, 그리고 전이영역에 대한 유체흐름의 특성을 관찰한다.
관 내의 오리피스, 벤츄리, 플랜지, 마노미터 등 관 부속품 근처에서의 유속변화에 따른 압력 손실두를 계산하고, 비압축성 유체의 흐름에 대한 특성을 이해하고자 한다.

3. 실험원리

(1) Reynolds Number (NRe) & 유체 흐름(층류, 난류, 전이영역)
수평한 유리관에 유체가 흐르게 하고 그 입구에 잉크가 흐를 수 있는 노즐을 장치하여 유량의 변화에 따르는 잉크의 흐름을 관찰하였을 때, 속도가 작을 때는 잉크는 일직선 모양으로 흐르며, 어느 속도 이상이 되면 잉크가 관 전체에 퍼져 버리는 현상이 나타났다. 유체가 층을 이루는 흐름으로 층류(laminar flow), 또는 점성류(viscous flow)라고 하며, 잉크가 어떤 속도 즉, 임계 속도(critical velocity)를 넘으면 유체는 소용돌이를 이루면서 흐르기 때문에 관 전체에 잉크가 퍼지게 되는데 이 때의 흐름을 난류(turbulent flow)라고 부른다.
Reynolds는 흐름이 한 형태에서 다른 형태로 바뀌는 조건에 관하여 연구하였는데, 층류가 난류로 바뀌기 시작하는 임계속도는 튜브의 지름 (D), 액체의 점도 (), 밀도 () 및 평균유속 (ṽ) 등 네 양에 좌우됨을 알아냈다. 그는 또한 이 네 양을 하나의 군으로 조합하면, 이 군의 값에 따라 흐름의 종류가 달라짐을 알았다. 그는 변수를 다음과 같이 묶었다.

() : 액체의 운동점도.
위 식으로 정의되는 변수의 무차원군을 Reynolds수 라 한다. 이 값은 변수의 단위가 일관성이 있으면 사용하는 단위계의 종류와 무관하다.

참고자료

· unit operation of chemical engineering, McCabe, Smith, Harriott 공저, 사이텍미디어, p.27~28, 41, 54~60, 71, 87~91, 156, 183~190
· 단위조작, 고원종외 3명, 보문당, p.53~61
· 단위조작실험, 노윤찬외 3명, 진영사, p.2-1, 2-13, 2-23