유동 가시화 (Flow Visualization) 결과레포트

소개

유동 가시화 (Flow Visualization) 결과레포트입니다.
유속이 느린 경우와 유속이 빠른 경우에 유체가 장애물을 만날 때 생기는 흐름의 변화를 관찰하였습니다. 큰 원형, 작은 원형, 물방울형, 날개형, 오리피스, 벤추리미터 장애물에서 유체의 흐름을 관찰하였고 사진에 정체점, 박리점, 후류 위치를 표시하였습니다. 오리피스와 벤추리미터에서는 수두압을 표시하고 이후의 유동에 대해 서술하였습니다.

목차

I. 실험 결과
1. 유체의 물성
2. 1차 실험 (유속이 느릴 때)
3. 2차 실험 (유속이 빠를 때)

II. 결과값의 고찰
(1) 큰 원형 장애물
(2) 작은 원형 장애물
(3) 물방울형 장애물
(4) 날개형 장애물
(5) 오리피스 장애물
(6) 벤추리미터 장애물

본문내용

(1) 큰 원형 장애물

1차
Re = 1115.5

① 정체점 : 유체가 장애물에 부딪쳐 더 이상 앞으로 나아가지 못하는 상황에서 뒤에서는 흐름이 계속 유입되므로 위아래으로 흐름이 갈라져 흐르고 있다.
② 박리점 :　점성으로 인해 유체는 압력손실이 발생하여 애물의 벽에 계속 붙어있지 못하고 경계층의 분리가 일어난다.
③ 후류 : 박리점 이후 표면을 따라 역류가 발생하고 있다.

2차
Re = 1901.5

① 정체점 :　유동이 퍼져 흐름이 잘 보이지 않는 것을 제외하곤 레이놀즈수가 작을 때와 큰 차이를 보이지 않는다.
② 박리점 : 유속이 느릴 때보다 약간 앞 쪽에서 경계층의 분리가 일어나는 것을 볼 수 있다. 경계층 내의 점성마찰로 인한 에너지가 손실이 더 크기 때문에 표면을 더 따라가지 못하고 경계층 분리가 일어난 것으로 생각된다.
③ 후류 : 유속이 느릴 때보다 더 넓고 후류 영역이 관찰되었다. 박리점에서 정체된 흐름과 그 주변을 흐르는 유동 사이의 형태 마찰에 의해 초기 유동의 반대 방향으로 흐르는 영역으로 경계층 분리가 더 빠르게 일어나 후류 영역이 더 커진 것이다.

(2) 작은 원형 장애물

1차
Re = 1115.5

① 정체점 :　유선이 장애물과 약간의 틈을 두고 그려지는 것을 볼 수 있는데 이것은 3차원 상에서 염료가 위 아래가 아닌 양옆으로 갈라져서 유리에 부딪친 후 아래로 흘러갔기 때문이다.
② 박리점 : 큰 원형 장애물과 비슷한 부분에서 경계층 분리가 일어났다.
③ 후류 : 장애물이 작은 만큼 후류 영역은 비교적 작게 나타났다.

2차
Re = 1901.5

① 정체점
② 박리점 : 장애물이 너무 작았던 탓인지 유속이 느릴 때와 박리점 차이가 거의 나지 않았다. 유속의 차이를 더 주었다면 비교가 더 쉬웠을 것으로 생각된다.
③ 후류 : 유속이 작을 때보다 넓은 영역의 후류가 관찰되었다. 빠른 유속이 후류영역의 와류 형성에 기여한 것으로 생각된다.

참고자료

· 없음