제트유동장

소개글

기계공학응용실험

목차

l .서론
Ⅱ. 본론
Ⅲ. 결론

본문내용

유체유동은 크게 층류와 난류로 구분된다. 층류는 유동이 상대적으로 단순하여 해석적인 풀이가 가능하고 이에 대한 실험은 비교적 단순하다. 그러나 우리가 실제로 접하거나 공학적인 의미가 있는 대부분의 유동은 난류이고, 이 유동은 매우 복잡하여 해석적인 접근이 어려우므로 실험적인 방법이 일반적이다. 본 실험에서는 이러한 난류유동의특성을 실제 측정을 통해 체험적으로 이해시키고자 하는 데 있다. 유동의 표본으로는 2차원 제트유동을 택하여 이에 대한 난류 유동의 특성을 이해시키고 유동장의 측정법 및 측정 장비인 열선유속계와 피토관의 사용방법과 측정된 자료의 분석 및 취합능력을 함양시켜서 그 응용력을 배양시키고자 한다.


나. 이론적 배경
(1) 난류속도
난류 유동은 속도가 시간에 따라 불규칙적으로 급격하게 변하는 유동이다. 아래의 그림은 난류유동에 대한 예를 보인 것으로 유동장내의 임의의 위치에서 시간에 따라 측정된 속도 및 입력신호이다.
난류 속도 중에서 공학적으로 의미 있는 양으로 사용되는 양은 Reynolds의 시간평균을 한 양이다. 즉, 평균속도는

로 표현하고 여기서 시간주기 T는 보통 5초 정도이다. 따라서 임의의 시간에서 측정된 속도인 순간속도(instantaneous velocity) 는 평균속도(mean velocity), 와 난류섭동(fluctuation) 에 의해 다음식으로 표현된다.


정의에 의하면

이므로,
난류섭동의 정도는 인 난류강도로 나타낸다.

< 난류신호 >
(2) 제트유동의 일반적 특성
노즐을 통하여 분출되면서 주위의 유체보다 국소적으로 높은 속도를 가지는 유동을 제트(Jet) 라 한다. 제트가 분사되면 그림 1.2에서 보는 바와 같이 중심선상에서의 속도가 최대이고 폭방향으로 갈수록 속도가 감소되어 속도가 영으로까지 떨어진다. 이 때 제트의 폭은 하류로 갈수록 넓어지고 최대속도의 크기는 감소된다. 또한 가장자리로부터는 주변의 유체가 유입된다. 이러한 제트가 하류로 갈수록 넓어지는 정도를 나타내는 척도는 분류반폭(jet half width)이라는 것을 사용하는데, 그것은 제트하류의 임의의 위치에서 최대속도의 반이 되는 속도크기를 가지는 거리를 측정하여 연결한 선이다. 그 외에도 제트가 가지는 유동의 특성을 나타내는 것으로는 아래와 같다.

참고 자료

없음