레이놀즈수 예비레포트

목차

1. 실험 목적
2. 바탕 이론
3. 기구 및 시약
4. 실험 방법
5. 참고 문헌

본문내용

1. 실험 목적
Reynold’s Apparatus를 통해 유리관에 일정한 유속의 물이 흐를 때 잉크의 유동을 관찰하고, 층류, 전이 흐름, 난류를 이해한다. 이를 통해 유체의 흐름에 대한 유체역학적 근사성을 이해하고 Reynolds Number를 결정한다.

2. 바탕 이론
(1) 유체의 흐름

Figure 1. (좌) 층류, (우) 난류

⓵ 층류 (Laminar flow)
유체가 규칙적으로 평행한 층을 이루면서 층이 거의 섞이지 않는 흐름을 의미하며, 유체의 점성력이 관성력보다 지배적일 때이다. 층흐름이라고도 하며, 난류와 반대되는 개념이다. 관을 따라 유체가 흐를 때, 레이놀즈 수가 2000 이하인 경우를 층류라고 한다. 관수로 흐름이 아닌 개수로일 때는 레이놀즈 수가 500 이하일 경우를 층류라고 한다. 이번 실험에서 Reynold’s Apparatus를 이용해 물이 흐르는 관에 잉크를 넣어 그 흐름을 관찰하면, 층류 상태일 때 잉크의 흐름은 관 벽에 평행한 직선으로 나타나며, 서로 거의 섞이지 않는다. 이처럼 유체가 층류로 흐르는 것이 가능하려면, 평탄한 가장자리와 느린 유속, 분자적 점성이 상당히 크다는 조건을 가져야 한다. 이때의 느린 유속은 층류일 때 물질과 열의 확산이 분자 확산에 의해 진행되기 때문에 가능하다. 유체 동역학에서는 층류를 유체의 운동량 확산이 높고, 운동량 대류가 낮으며, 속도 및 압력이 시간에 무관한 운동을 할 때로 정의한다.

⓶ 난류 (Turbulent flow)
유체가 무질서하고 비정상적인 움직임을 보이는 흐름을 의미하며, 유체의 관성력이 점...

참고 자료

‘단위조작이론및실험1’ 실험노트(2022).
‘단위조작이론및실험1’ OT ppt(2022).
윤석범·임익태·서이수, 유체역학 2판, 12-13, 45-52, 72, 346-347, 370-372p(2011).
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Cengel·Cimbala, 유체역학 3판, 2-4, 10-12, 51-56, 343-344p(2014).
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