레이놀즈수 실험보고서

소개

레이놀즈수에 대한 이론과 층류 난류 전이영역에 대해 상세하게 설명되어있습니다.
또한 실험으로부터 레이놀즈 수를 직접 계산하고 그에 따른 고찰과 결론이 담겨있습니다.

목차

1. 서 론

2. 이론적 배경
2. 1 Reynolds Number
2. 2. 무차원수 06
2. 2. 1. 무차원수 정의
2. 2. 2. Reynolds number 차원 해석
2. 3. 유체흐름의 종류
2. 3. 1. 층류 (Laminar flow)
2. 3. 2. 난류 (Turbulent flow)
2. 4. 점성(Viscosity)

3. 실험방법 및 주의사항
3. 1. 실험장치 및 재료
3. 2. 실험방법
3. 3. 주의사항

4. 실험결과 및 고찰
4. 1. Data 작성
4. 2. Data 계산 및 결과
4. 3. 고찰 및 결론

본문내용

1. 서론
유체의 점성력과 관성력에 의하여 관을 통과할 때 흐름을 측정하여 유체역학적 특성인 층류와 난류 및 임계속도를 구하려 Reynolds number의 개념을 이해하고자 한다.

2. 이론적 배경
2. 1. Reynolds number
영국의 공학자 오즈번 레이놀즈가 도입한 것으로 유체 역학에서 가장 중요한 파라미터의 하나이다. 움직이는 유체 내에 물체를 놓거나 유체가 관속을 흐를 때 난류와 층류의 경계가 되는 값을 말하며 흐름의 관성력과 점성력(粘性力)의 비율을 나타내는 무차원수이다. 또한 입자가 급격한 외력을 통하여 액체를 빨아들이면서 부풀게 되어 굳어지는 현상들이 일어날 때 유체 흐름의 상태를 특징짓는 무차원의 양을 말한다. 보통 유체 흐름의 관성력과 점성력의 비이며 이 수는 유체의 밀도, 흐름의 속도, 흐름 속에 있는 물체의 길이가 클수록 커지고, 유체의 점성률에는 반비례한다. 이를 수학적으로 표현하면 다음과 같다.

<중 략>

2. 3. 유체흐름의 종류
2. 3. 1. 층류 (laminar flow)
규칙적이고 느린 운동에 의해서 특성화되는 유체의 흐름을 말한다. 유체의 인접한 층(laminae)들은 서로 미끄러져서 지나가기 때문에 층들을 횡단하는 성질들의 혼합과 전달(단지 분자 규모에서)은 거의 없다. 층류와 비점성 흐름 사이의 주된 차이는 점성과 층류 내의 운동량, 열 및 질량의 다른 분자 전달의 중요성이다. 층류 내에서 흐름 장과 관련된 온도와 농도 장들은 규칙적이어서 예측이 쉽고 오직 시ㆍ공간 내에서 점진적으로 변동한다.
층류의 수많은 예들과 응용들은 산업, 실험실 및 생물계에 존재하지만, 자연 환경 특히 대기권에서의 층류 발생은 극히 드물고 매끄러운 표면 위에 존재하는 소위 말하는 점성 아층(viscous sublayer)에 한정된다(예, 얼음, 진흙 평면, 비교적 잔잔한 수면과 나뭇잎). 유체입자가 수로 벽(channel wall)에 대해 완만한 직선으로 평행한 경로를 따르는 흐름의 형태로, 층류에서는 유체의 점성으로 난류의 진폭이 감소된다.

참고자료

· [네이버 지식백과] 레이놀즈수 [-數, Reynolds number] (과학용어사전, 2010. 4. 14., 뉴턴코리아)
· 교수님 ppt 자료
· [네이버 지식백과] 무차원수 [無次元數, dimensionless number, dimensionslose Kenngrössen] (화학대사전, 2001. 5. 20., 세화)
· [네이버 지식백과] 점성 [粘性, viscosity] (지구과학사전, 2009. 8. 30., 북스힐)
· 네이버 블로그 http://sasanqua.egloos.com/554004