화학공학응용및실험 Reynolds Number

목차

1. 서 론
2. 이 론
3. 실험장치 및 방법
4. 실험결과
5. 실험결과에 대한 고찰
6. 결 론
7. 참고문헌

본문내용

서론
실제 산업현장에서 유체는 파이프를 통해 흘러간다. 흘러가는 파이프 안 에서 파이프와 유체 그리고 유체와 유체 사이에 마찰이 발생한다. 이때의 마찰은 기계적 에너지가 열로 전환되며, 이는 기계적 에너지의 손실이다. 유체를 흘려보낼 때 손실이 일어나면 실제 보내고자 하는 유량보다 더 적은 양이 보내지고 손실된 마찰 때문에 추가적인 에너지를 공급해주어야 목적으로 하는 유량을 흘려보낼 수 있다. 그러므로 파이프에서 마찰손실을 알고 이를 최소한으로 줄이는 방법을 모색해 보다 적은 양의 에너지로 원하는 유량을 보낼 수 있다. 또한 레이놀즈 수는 항력을 계산하는데 필요하여 교량이나 공장의 굴뚝 그리고 고층의 건물 등을 건설하는데 사용되기도 한다.
그렇다면 마찰손실은 어떻게 구해지는 것일까. 레이놀즈 수는 궁극적으로 유로를 흐르는 유체의 마찰손실을 계산하는데 유용하게 쓰인다. (레이놀즈 수 자체가 마찰손실을 계산하는데 직접적으로 쓰이는 것은 아니다. 마찰손실은 Laminar flow(층류), Turbulent flow(난류)에서 각각 다르게 계산된다. 이에 대한 자세한 설명은 아래 이론에서 언급하겠다.) 유체의 흐름이 Laminar flow(층류)인지 Turbulent flow(난류)인지 레이놀즈 수를 통해 구별하고 그에 맞게 파이프 안에서의 마찰손실을 계산할 수 있다.
레이놀즈 수 측정 실험은 유량에 따른 색소유선 관찰을 통해 레이놀즈 수를 계산하고, 층류와 난류 그리고 천이상태를 알아보는 실험이다. 레이놀즈 수 에서는 관성과 점성의 힘이 중요하다. 그러므로 기본적으로 주어진 밀도와 관의 직경이외에 유체의 점도와 평균유속을 알아야한다. 유체의 점도는 온도에 따른 함수 이므로 온도를 통해 알 수 있고, 평균유속은 흐르는 유로의 방향의 직각인 임의의 단면의 면적으로 유량을 나누어 얻는다. 레이놀즈 수를 결정짓는 요인들을 모두 알고 계산해 보았을 때 예측할 수 있었던 값을 실제적인 수치로 확인해 볼 수 있고 이는 층류, 난류, 천이상태를 구분 짓는 일종의 지표와 같은 역할을 한다.

참고자료

· Warren L.McCabe, Julian C.Smith, Peter Harriott/ Unit operations of chemical engineering 7th ed 27, 45, 46 page
· http://ko.wikipedia.org/wiki/%EB%A0%88%EC%9D%B4%EB%86%80%EC%A6%88_%EC%88%98
· http://blog.naver.com/qhruacjseo?Redirect=Log&logNo=110029306282