유출시간 (Efflux Time) 결과레포트

소개

유출시간 (Efflux Time) 결과레포트입니다.
물, 물+글리세린(부피비 2:8), 글리세린 3가지 유체가 탱크에서 유출되는 시간을 측정하였습니다.
유출관은 내경 1.1cm, 0.6cm, 0.3cm, 길이 6.5cm, 30cm, 60cm를 사용하였습니다. 유동의 형태를 고려하여 층류, 난류, 전이영역 별로 유체의 이론적인 유출시간을 계산하고 실제 유출시간과 비교하였습니다. 유출관의 내경, 길이 그리고 유체의 점도에 따른 유출 시간의 관계를 확인하였습니다. 유체의 유출 속도로부터 점도를 구해보고 이론값과 비교해보았습니다.

목차

1. 실험 결과
2. 결과값의 고찰

본문내용

2. 결과값의 고찰

(1) 탱크로부터의 액체의 유출시간을 이론치와 실험치를 비교하여 보라. (실험치/이론치) = ts, 관의 길이가 일 때 각각에 대하여 그래프를 그려보고 분석하여 보라.
파이프의 내경이 일정할 때, 관의 길이에 따른 실험 유출속도와 이론 유출속도의 비의 차이는 물에서 가장 많이 나타났고 글리세린에서 가장 적게 나타났다. 물에서 오차가 가장 많이 나는 이유는 물에서의 실험 유출 속도가 이론 유출속도와 반대의 경향성을 보이기 때문이다. 이론 유출속도는 동일 내경에서 관의 길이가 증가함에 따라 유출속도도 함께 증가하는데 실제 실험적으로 얻어진 데이터에서는 반대로 관의 길이가 증가하면 유출속도가 감소하였다.

<중 략>

(2) (1)번의 ts와 관의 직경 에 대하여 그래프를 그리고 어느 때 오차가 큰 지를 조사하여라.
관의 길이가 일정할 때, 내경에 따른 ts의 비가 가장 많이 차이나는 유체는 물인 것으로 나타났다. 그 이유는 물의 유출 속도가 워낙 빠르기 때문에 시간 측정을 정확히 하지 못했기 때문이다. 점도가 큰 물+글리세린 혼합용액과 글리세린에서는 비교적 유출속도가 느리기 때문에 정확한 측정이 가능했다.
관의 내경이 커지면 유출면적이 커지고 같은 부피를 유출시키기 위해 필요한 시간이 줄어들어 유출시간이 작게 나타나는 것이 당연하다. 실험 결과도 이에 맞는 경향성을 보였다.

< 중 략 >

(4) 유체의 흐름이 층류인지 난류인지 판별하여 보아라.
물을 이용한 실험의 경우 대부분 난류의 흐름이 보이고 파이프 내경이 0.3cm일 때만 전이영역의 흐름을 보였다. 물과 글리세린의 혼합액과 글리세린을 이용한 실험에서는 모두 층류의 흐름을 보였다. 레이놀즈수의 정의로부터 점도가 큰 글리세린의 농도가 커질수록 레이놀즈수는 작아지는 결과를 확인할 수 있다. 또 물에서 오차가 많이 나는 이유는 물의 이론 점도 자체가 매우 작기 때문에 조금의 변화만 있어도 그 오차가 심하게 벌어지기 때문이다.

참고자료

· 화공 현상 실험 준비실, 『화공현상실험』, 단국대학교 공과대학 화학공학과, 1997
· 김충수, 남원모, 심현민, 최영우, 김정현, 2006, 전이영역에서 레이놀즈수에 따른 마찰계수 측정, 서울시립대학교 산업기술연구소, <산업기술연구소 논문집> 14권 0호, 2006, pp.50-54