결과레포트-단일구의 침강속도

목차

1. Abstract
2. Experiment
3. Result & Discussion
4. Conclusion

본문내용

Abstract
단일구의 침강속도 실험은 중력이 작용하는 상태에서 여러 가지 단일구를 다른 농도의 유체에 떨어 뜨려 침강할 때 일어나는 현상을 가지고 Drag coefficient와 Reynolds number와의 관계를 알아보는 실험이었다. 60%글리세린수용액과 100%글리세린용액을 사용하여 9가지 조건에서의 실험을 하였으며 여러 가지 오차요인이 있지만 단일구를 침강시켜 가속도가 0이 되는 종말속도를 측정할 수 있었다. 또한 그 값을 이용하여 종말속도 식으로부터 유도한 식의 항력계수와 레이놀즈수로부터 구한 항력계수와 차이가 발생하였으나 글리세린의 농도가 진할수록 점도가 커져 항력계수가 큰 결과를 확인하였고 구슬의 질량과 직경이 커짐에 따라 항력계수는 감소하는걸 보았다.

Experiment
우리는 글리세린 수용액(60%, 100%)과 이에 따라 무게와 지름이 다른 구슬들을 사용하여 실험하였다. 처음에 20%글리세린 수용액으로 실험을 진행하였지만 점도가 너무 낮아서 구슬이 벽에 계속 부딪히며 떨어졌다. 그래서 농도가 차이가 있을 때의 차이점을 확인하기 위하여 글리세린 100%의 용액으로 실험하고 그 용액을 60% 수용액으로 만들어서 차이를 살펴보았다. 우리는 수용액을 만들때 중량퍼센트로 만들었다.

(1) 각 구슬의 무게를 전자저울로 측정한다.
(2) 100%글리세린 1kg을 용량이 큰 실린더에 넣은 후 구슬을 떨어트리며 시간을 측정한다. 이 때 시간은 슬로우모션 동영상으로 가속도가 없을때 간격을 정해서 종말속도를 구한다. 슬로우모션 동영상으로 관찰하여도 눈으로 속도변화를 관찰하기 어려웠다. 따라서 구간을 정하여 측정하였다. 우리는 500ml~200ml 부근(10.5cm)으로 정하였다.
(3) 100%글리세린에서 3개의 크기와 직경이 다른 구체를 사용하고 60%글리세린 수용액에서 6개의 구를 실험하였다. 100%글리세린 400g과 물 600g을 사용하여 제조한 후 실린더를 막고 섞고 액체가 진정될 때 까지 기다렸지만 수용액 속에 위층과 아래층이 구분이 될 만큼 위층에 기포가 많이 생긴 걸 관찰할 수 있다.

참고 자료

화학공학의 단위조작 , 임 굉, 임재석, 내하출판사 ,43~47p
핵심 기초 유체역학, 유주식, 홍릉과학출판사, 140p~141p, 24p~26p
유체역학, Cengell-Cimbala, Mc Graw Hill, p.343-344(레이놀즈수, 항력계수)