유체 마찰 손실

목차

1. 실험 제목
2. 실험 목적
3. 실험 이론
4. 실험 방법
5. 실험 결과
6. 고찰
7. 사용기호
8. 참고문헌

본문내용

1. 실험 제목 : 유체 마찰 손실

2. 실험 목적 : 유량 측정 장치, 배관의 급확대 및 급축소, 관 이음쇠 및
여러가지 직경의 배관에서의 마찰손실을 측정하고 이론적 수치와 비교한다.

3. 실험 이론
(1) 유체
전단력(Shearing force)이 작용하면 변형하는 물질, 즉 기체와 액체 및 증기를 모두 총괄하여 유체라고 한다. 점성이 없는 이상 유체, 점성이 있는 실제 유체로 나뉘어지며, 이상 유체는 압축성 유체와 비압축성 유체로 구분된다.

(2) 유체의 분류
- 압축성에 따른 분류
비압축성 유체 – 온도와 압력의 변화에도 밀도 변화가 없는 유체이다. 일반적으로 액체가 비압축성 유체에 속한다.

압축성 유체 – 온도와 압력의 변화에 밀도 변화가 있는 유체이다. 일반적으로 기체가 압축성 유체에 속한다.

- 점성에 따른 분류
뉴턴 유체 - 전단응력이 전단속도에 비례하는 유체로 일반적으로 물, 공기, 여러가지 기름 등 대부분의 유체가 뉴턴 유체에 속한다

비뉴턴 유체 - 전단응력이 전단속도에 비례하지 않는 유체로 페인트 같은 의소성 유체(Pseudo-plastic fluid), 전분 같은 팽창성 유체(Dilatant fluid), 치약 같은 빙햄소성유체(Bingham plastic fluid)등이 비뉴턴 유체에 속한다.

<중 략>

6. 고찰
이번 실험은 여러 가지 직경을 가진 직관, 급확대 및 급축소, 90° L-bow에서의 마찰손실을 측정하고 이를 이론적 수치와 비교하는 실험이었다. 먼저 물을 담으면서 시간을 측정해주었다. 이를 통해 유량과 유속을 계산할 수 있었고 20°C의 물을 기준으로 테이블 값을 통해 동점성 계수를 도출한 후, 관의 직경과 유속을 이용해 레이놀즈 수를 구할 수 있었다. 이때 측정값의 오차를 줄이기 위해 실험은 3회씩 진행하였다. 직관 및 부속품의 마찰손실 측정에서 구한 레이놀즈 수의 범위는 16000 ~ 28000으로 나왔기 때문에 난류라는 것을 확인하였다.

참고자료

· 임굉ㆍ임재석, 화학공학의 단위조작, 내하출판사(2009), p.24(유체의 정의), p.37~39(층류, 난류),
· p.43(레이놀즈 수), p.65~69(베르누이 방정식), p.54~65(직관, 급확대, 급축소, 관 부속품과 관이음관에서의 마찰손실), p.90~94(오리피스미터), p.102~103(벤츄리미터)
· 이기수, 유체역학, KOCW, 5차시 강의(유동의 기초해석) – 베르누이 방정식의 유도 및 확장
· 정민철ㆍ고영수, 기초 이동현상론, 동화기술(2020), p.31~37(유체의 분류)
· Samjinuc(www.samjinuc.com) - 삼진유니켐 SFF-300 설명