2020 단일구의 침강속도 예비

목차

1. 실험 목적
2. 바탕 이론
3. 기구 및 시약
4. 실험 방법

본문내용

1. 실험 목적
중력이 작용하고 있을 때 정지된 유체에 단일구를 침강시켰을 때 작용하는 힘을 알아보고 알짜힘에 대한 Force Balace를 세워본다. 단일구의 종말속도와 각 유체의 점도를 이용하여 항력계수를 구하고 종말속도, 항력계수, 구의 직경, 레이놀즈 수의 관계를 알아본다.

2. 바탕 이론
- 중력(Gravity)
모든 물질은 서로 끌어당기는 힘을 가지고 있다. 이는 만유인력이라고 하는데 식으로 나타내면 다음과 같다.

F=G {m _{1} m _{2}} over {r ^{2}}
( G=만유인력상수,``m _{1} ,`m _{2} =두``물체의`질량,``r=두``물체``사이의``거리)

지구를 기준으로 하여 보았을 때, 지구상의 모든 물체의 질량은 지구보다 한없이 작다. 따라서 각 물체 사이의 인력보다 지구가 물체를 끌어당기는 힘이 매우 커 일상생활에서 인력을 느끼지 못하는 것이다. 이 때 지구가 물체를 끌어당기는 힘을 중력이라고 한다. 즉, 중력은 만유인력에 속하는 힘이라고 할 수 있다. 다만, 역으로 만유인력을 중력이라고 할 수는 없다.
본래 중력의 식은 F=mg이며, 이에 이번 실험의 조건을 적용하여 식을 정리하면 다음과 같다.

<중 략>

- 부력(Buoyancy)
부력이란 물체가 유체 내에 있을 때 받는 중력 반대 방향의 힘(수직력)을 뜻한다. 이는 아르키메데스가 발견한 것으로 물체가 일부, 혹은 전체가 유체에 잠겨있을 때 물체가 밀어낸 유체의 부피만큼의 무게가 부력의 크기이다. 이는 다음과 같은 식으로 나타낼 수 있다.

참고자료

· 2020 단위조작이론 및 실험1 실험노트
· 윤도영, 윌키스의 화학공학유체역학, 사이플러스, 2020
· 세화편집부, 화학대사전1, 세화, 2001
· 화학공학실험, 성기천, 김기준, 사이텍미디어, p.402-407
· Cengel, Cimbala, 유체역학, McGrawHill, p.343-344, p.508-513, p.605-607, p.617-619, 2020
· 송승화 외 6명, 침강하는 물체의 종말 속도 측정을 통한 항력계수 평가,
· Journal of the Institute of Industrial Technology, vol.14, p43-49, 2006
· E. Loth, Drag of non-spherical solid particles of regular and irregular shape, Powder Technology, 182, p.342-353, 2008