유체유동, 손실두 측정 실험 [예비]

소개

유체유동, 손실두 측정 실험 예비 보고서 입니다.

목차

1. 실험제목
2. 실험날짜
3. 실험목표
4. 실험원리
5. 실험방법
6. 참고문헌

본문내용

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

2. 실험날짜 : 2010년 10월 25일(월요일)

3. 실험목표

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.

4. 실험원리

▶ 유체 흐름(층류, 난류, 전이영역)

유속이 느리면 측방향 혼합이 없으며 마치 카드처럼 인접한 유체층이 서로 미끄러지듯 지나가며 교차흐름이나 에디가 생기지 않는다. 이러한 흐름을 층류(laminar flow)라 한다. 유체 동역학에서는, 유체가 모멘텀 확산이 높고, 모멘텀 대류가 낮으며, 압력 및 속도가 시간에 무관한 유동을 층류라고 한다.
예를 들어, 날개 주위를 흐르는 공기 유동을 생각해 보면 날개의 표면에는 경계층(boundary layer)이라고 부르는 아주 얇은 공기의 층이 형성된다. 공기는 점성이 있기 때문에, 이 경계층은 날개에 부착되어 있게 된다. 날개가 공기 중에서 앞으로 전진 할 때, 경계층은 최초에는 날개의 유선(stream line) 형상을 따라 흐르게 된다. 바로 이러한 유동을 층류라고 하며, 이러한 경우의 경계층을 층류 경계층(laminar layer)이라고 한다.
난류(turbulent flow)는 유체 동역학에서 유체 유동 중에서 무질서하고 비정상성을 가지는 경우를 일컫는 말이다. 난류 유동의 시각화난류 유동에서는 모멘텀 확산이 낮고, 모멘텀 대류가 높으며, 압력 및 속도가 시간 및 공간에 따라 빠르게 변화한다.
층류와 난류는 레이놀즈 수에 의해서 대체로 구별할 수 있으며, 레이놀즈 수의 값이 크면 난류이다. 파이프 내의 유동에서는 그 기준을 레이놀즈 수 약 2,300 정도로 삼는다. 그러나 이는 대략적인 값이기 때문에, 예를 들어 레이놀즈 수 약 2,100 이하이면 층류, 4,000 이상이면 난류이고, 그 사이 값에서는 전이 흐름(transition flow)으로 간주하기도 한다.

참고자료

· ☞ 단위조작(이화영 외 3인 공역), McGraw-Hill, 2005, p.45~47, 73~77
· ☞ 가스산업기사(양용석 저), 크라운출판사, 2008, p.597
· ☞ http://blog.naver.com/wjdhun8/40026809725
· ☞ http://blog.naver.com/jangbk/80013116479