기계공학- 열역학,유체역학,마찰계수 실험

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실험 제목 , 목적, 실험이론, 실험과정, 실험 결과, 고찰 순으로 정량적 평가로 정리되었습니다.

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본문내용

Discussion
1)Plot the friction coefficient as a function of Reynolds number, and explain the laminar-to-turbulent transition of flow.
원형관 내 유동(파이프 유동)에서 레이놀즈 수에 따라 마찰 계수를 그래프와 같이 세 가지 방식으로 구했다. Re 수 2100 이하는 층류, 2100부터 4000사이는 천이, 4000이상은 난류로 구분했다. 이 세 가지 구간으로 온도에 따른 밀도,점도와 유량을 적용시킨 표와 비교하였을 때 Test no.3 까지는 층류로 파악할 수 있다. Test no.4~6까지 천이 상태로 확인할 수 있으며 Test no.7부터는 모두 난류 구간으로 알 수 있다.

Reynolds의 함수로 마찰 계수를 정의할 수 있는 이유는 이론식에서 모두 레이놀즈 수 변수를 가지고 있기 때문이다. 천이 구간은 층류와 난류 사이 유동인데 유동의 특성을 정확히 알 수 없다. 유량이 늘어남에따라 레이놀즈 수도 함께 증가한다. 여기서 유량은 레이놀즈수와 비례함을 실험적으로도 알 수 있다.

층류 구간에서 유량이 늘어남에 따라 마찰 계수는 기울기가 낮아지는 그래프 개형을 확인할 수 있다. 이 것은 세 차트 모두 동일하다. 또한 천이 구간으로 정의한 구간에서는 그래프가 급격히 낮아짐을 볼 수 있음에 앞서 말했듯이 천이 구간의 정확한 특성을 알 수 없다고 말한 것이 충분히 타당하다. 실험의 여러 변수로 이론적으로 정의한 층류-천이-난류 구간이 정확히 구분을 명확히 못한다는 점은 맞으나 그래프로 보았을 때 충분히 근사하며 실험이 충분히 이론을 뒷받침하는 것은 타당하다고 판단된다.

2)Discuss the accuracy of experimental data and the reliability of experimental results.

1) 의 결과에 명시하였듯이 여러 변수로 레이놀즈 수로 인한 세 구간의 정의가 조금 다를 수있다.

참고 자료

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