레이놀즈 수 실험

소개

"레이놀즈 수 실험"에 대한 내용입니다.

목차

1. 목적
2. 이론
3. 실험기구 및 시약
4. 실험방법
5. 실험결과
6. 결론

참고자료

본문내용

1. 목적
본 실험의 실제 유체의 유동은 점성에 의한 마찰로 인해 이상유체의 유동보다 대단히 복잡하다. (점성의 영향은 유동을 방해한다.)
점성 유동은 층류와 난류로 구분된다. 본 실험은 파이프안 유체의 유동 상태와 레이놀즈수와의 관계를 이해하고, 층류와 난류의 개념을 이해하며, 레이놀즈수를 계산하는 데 목적이 있다.

2. 이론
- 유체
• 액체, 기체, 증기 등을 통틀어서 일컫는 말이다.
• 유체는 고체와 달리 그 형태가 쉽게 변화되며 일정량의 유체의 모양을 변형시키려고 하면 유체의 얇은 층이 다른 층을 미끄러져서 마침내 새로운 모양이 이루어진다. 이러한 변형 중에는 전단응력(shear stress)이 나타나게 되는데 그 크기는 유체의 점도(viscosity)와 미끄럼 속도에 따라 달라진다. 그러나 일단 새로운 모양이 형성되면 모든 전단응력은 소멸된다. 이때 유체는 평형상태에 있다고 말한다. 평형 유체에는 전단응력이 없다. 주어진 온도와 압력에서 유체의 밀도는 일정한 값을 가진다.
• 온도와 압력을 다소 변화시켰을 때 밀도가 별로 변화하지 않는 유체는 비압축성유체(uncompressible fluid)라 하고, 밀도가 민감하게 변화하는 것은 압축성유체(compressible fluid)라 한다.

<중 략>

6. 결론
이 실험은 레이놀즈 실험장치를 사용하여 실제 유체의 흐름 상태를 가시화하여 시각적으로 층류와 난류의 유동 상태를 관찰하고, 유량을 측정하여 레이놀즈수를 측정해보는 실험이었다. 레이놀즈 실험장치에 검은색 잉크를 흘려보내어 유체의 흐름을 직접 볼 수 있는 장치이다.
층류부터 관찰하기 위해 유량조절밸브로 유량을 낮게 조절하여 잉크가 직선을 이루는 형태를 만드려 노력했다. 층류의 경우 레이놀즈수가 2100보다 작아야 하는데 우리 조는 레이놀즈수가 2100을 넘는 2833.7이 나왔다.
다음은 유동이 층류에서 난류로 천이(transition)되는 지점에서의 레이놀즈수인 상임계 레이놀즈수(critical Reynolds number)를 측정하기 위해 층류에서 난류로 가기전의 상태를 조절하려 노력했다.

참고자료

· 밀도 : https://ywpop.tistory.com/4869
· 점성계수: https://loveduris.tistory.com/788