[유체역학실험] 레이놀즈 유동 시험

목차

1. 실험 목적
2. 실험 이론 및 원리
3. 실험 장치
4. 실험 방법
5. 실험 결과
6. 토의 사항

본문내용

1. 실험 목적
실제 유체의 유동은 점성의 존재로 대단히 복잡하게 진행한다. 유체에 점성의 영향은 임계 레이놀즈수를 기점으로 층류와 난류로 구분하는데 그 경계면의 유동을 천이구역이라고 한다. 레이놀즈수 측정 실험 장치를 통하여 유속 변화에 따른 관을 통과하는 유체의 흐름 모양을 시각적으로 관찰한다. 유체의 흐름이 층류인지 난류인지를 파악한 후 각각의 평균 유속을 측정하여 레이놀즈수를 계산하고 Reynolds 수와 파이프내의 유체의 흐름형태 (층류, 난류, 천이영역)의 상관관계를 이해한다. 아울러 장치의 조작 방법을 습득한다. 본 실험은
1) 관의 유동에서 물의 흐름상태와 층류 난류의 개념을 이해하고
2) 그 개념을 토대로 임계 레이놀즈 수를 산출
3) 실험을 통해서 유체의 흐름 상태를 가시적으로 관찰
4) 레이놀즈 실험 장치의 조작 방법을 습득하는데 목적이 있다.

2. 실험 이론 및 원리
가. 유체
액체, 기체, 증기 등을 통틀어서 일컫는 말이다. 유체는 고체와 달리 그 형태가 쉽게 변화되며 일정량의 유체의 모양을 변형시키려고 하면 유체의 얇은 층이 다른 층을 미끄러져서 마침내 새로운 모양이 이루어진다. 이러한 변형 중에는 전단응력(shear stress)이 나타나게 되는데 그 크기는 유체의 점도(viscosity)와 미끄럼 속도에 따라 달라진다. 그러나 일단 새로운 모양이 형성되면 모든 전단응력은 소멸된다. 이때 유체는 평형상태에 있다고 말한다. 평형 유체에는 전단응력이 없다. 주어진 온도와 압력에서 유체의 밀도는 일정한 값을 가진다. 밀도(density)는 보통 1b/
ft ^{3}, kg/㎥ 등으로 측정한다. 유체의 밀도는 온도와 압력에 좌우되는데 그 변화는 클 때도 있고 작을 때도 있다. 온도와 압력을 다소 변화시켰을 때 밀도가 별로 변화지 않는 유체는 비압축성(uncompressible)유체라 하고, 밀도가 민감하게 변화는 것은 압축성(compressible)유체라 한다.
대개 액체는 비압축성 유체이고 기체는 압축성 유체이다.

참고 자료

없음