[화공단위조작실험 A+] Hagen-Poiseuille 식의 응용 - 액체 점도 측정

소개

화공단위조작실험 레포트입니다.
A+ 받은 레포트이니 참고해서 작성하시고 좋은 점수 받길 바라겠습니다.

목차

1. title
2. date
3. apparatus & reagent
4. results
5. discussion
6. reference

본문내용

이번 실험은 유체 흐름의 운동량 수지식과 기계적 에너지 수지식을 이용하여 정리한Hagen-Poiseuille 식을 응용하여 액체의 점도를 구하였다. 완전발달된 뉴턴 유체의 층류 흐름이 수평관을 지날 때 압력차와 유량 간의 관계를 액체의 점도 측정에 사용하였다. 실험에 사용한 도구는 <fig 2.>와 같다. 모세관과 원통용기(수조)로 이루어진 액체의 점성계수 측정 장치를 사용하였다. 이때 수조는 내부의 동관의 높이차에 따라 서로 다른 압력차를 나타낸다. 실험에 앞서 장치(수조)와 모세관 이음새 부분에 para film을 감아주어 빈틈이 발생하거나 물이 새는 것을 방지하였다. 이때 모세관의 길이가 18cm로 짧은 것은 실험 전 파손되었기 때문이며 이는 실험에 영향을 주었을 것으로 생각된다. 수평관의 흐름을 유지하기 위해 수평 유지 장치를 설치하여 모세관이 수평관으로 유지되도록 해주었다. 실험의 조건이 완전발달된 뉴턴 유체의 층류 흐름이기 때문에 이 상태는 정상상태를 유지하여야 한다. 따라서 정상상태로 만들기 위해 수조의 높이, 즉 물의 높이가 일정하게 유지되도록 해주어야 한다. 따라서 rubber tube를 사용하여 물을 계속해서 공급해준다. 이때 물의 높이가 동관의 높이보다 높아지면 설치한 기둥으로 물이 들어가 아래에 연결된 호스로 물이 나가며 수위가 일정하게 유지된다. 실험에서는 모세관을 타고 흐르는 유체의 질량을 측정해주기 때문에 일정한 수위가 계속 유지되도록 rubber tube를 사용하여 물을 계속 공급해주었다. 실험은 10cm, 20cm, 30cm, 40cm, 50cm 관을 사용하여 각각의 유량을 측정해주었다. 즉, 높이차 △h가 10cm, 20cm, 30cm, 40cm, 50cm인 5가지 조건으로 실험을 진행하였다. 각각의 동관을 끼운 후 수위가 일정하게 유지될 때, 연결된 모세관을 타고 흐르는 유체를 beaker에 받아주었다. 먼저 10cm 관을 장치 내부에 설치하고 수위가 일정하게 유지되는지 확인한다.

참고자료

· 표준일반화학실험/대한화학회/천문각/p.326/물의 밀도
· https://en.wikipedia.org/wiki/Viscosity / 물의 점도
· 단위조작 7판, McCabe 외 2인저, 이화영 외 2인역, 맥그로힐, p.73~79, p.83~97
· https://en.wikipedia.org/wiki/Newtonian_fluid / 뉴턴 유체
· https://en.wikipedia.org/wiki/Non-Newtonian_fluid / 비뉴턴 유체
· https://en.wikipedia.org/wiki/Viscosity / 점도
· https://en.wikipedia.org/wiki/Reynolds_number / 레이놀즈 수
· https://en.wikipedia.org/wiki/Viscometer / 점도계
· 모세관내 과도유동현상을 이용한 비뉴턴유체의 점도측정/ 조민태 외 2명/ 대한기계학회 2001년도 춘계학술대회논문집 pp.738~741
· 유체의 점성이 원심펌프 성능에 미치는 영향/ 김노형/ Trans. Korean Soc . Mech. Eng. B, Vol. 37, No. 6, pp.599~605, 2013
· 유체의 점도변화가 펌프성능에 미치는 영향/조민태 외 3명/2000 유체기계 연구개발 발표회 논문집, pp.61~64
· 온도변화에 따른 조영제 점도차이 및 보관온도 측정/강병삼/Journal of Koran Sooiety of Cardio-Vasoular Interventional Technology, 2010.6, p.277-284
· 반도체칩 봉지재용 에폭시 몰딩 컴파운드의 점도거동/이명천 외 1명/HWAHAK KONGHAK Vol.40, No. 3, June, 2002, pp.310-315