레이놀즈수결레

목차

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

본문내용

1. Abstract
2020년 5월 1일에 실시한 [레이놀즈수] 실험은 Reynolds apparatus를 통해 일정한 지름의 관을 통과하는 유체가 유속의 변화에 따라 어떤 유동의 형태를 보이는지 관찰하고, 유체가 흐르는 형태에 따라 레이놀즈수를 계산해 보는 실험이었다. 순수한 물을 통해서는 거시적 유동을 관찰할 수 없으니 소량의 잉크를 투명 유리관 속에 투입하고 잉크의 흐름을 관찰해 층류, 전이영역, 난류를 구분했다. 이론적으로 알고 있던 각 흐름별 유체의 모양을 토대로 조원들끼리 층류, 전이영역, 난류를 구분했고 비커와 스톱워치를 통해 각 영역의 부피유속을 측정한 후 레이놀즈수를 도출했다. 결과적으로 유속의 증가에 따라 레이놀즈수가 증가함을 확인했고, 유동의 모형은 층류에서 난류로 변한다는 것 또한 확인이 가능했다.

2. Experiment
1) 실험방법
- Reynolds apparatus 수조에 물을 가득 채우고 Figure.1의 glass wool을 살짝 넘겨 물이 흘러넘칠 정도인 정상상태를 유지시킨다.
- 유량조절 밸브를 조절해 가면서 투명 유리관에 물이 흐르게 한다.
- 염료 밸브를 조절해 붉은 잉크를 조금씩 흘려보내준다. 이때 주의할 점은 너무 많은 양을 주입하게 되면 잉크끼리의 확산으로 인해 층류인 유속에서도 난류의 유동을 보일 수 있다.
- 유량 조절 밸브를 조심스럽게 조절하면서 유속을 변화시키고 이론적으로 알고 있는 층류, 전이영역, 난류 형태의 유동을 거시적으로 판단한다.
- 판단한 각 유동의 상황에서 비커와 스톱워치를 통해 부피유속을 구한다. 이때 단 한 번의 유속을 구하는 게 아닌 여러 횟수 반복해 결과값의 정확도를 높인다. 특히 전이영역과 난류 유속을 측정할 땐 층류보다 빠른 유속을 필요로 하기에 기존에 사용하는 500ml 비커가 아닌 1L 비커를 통해 유속을 측정한다.(부피유량 계산 시 구분하여 계산한다.)

참고 자료

레이놀즈수 예비레포트
2020년도 광운대학교 화학공학과 3학년 1학기 실험노트
물의 점성도(https://wiki.anton-paar.com/kr-en/water/)