[A+ 레포트] 단일구 침강 속도 결과보고서

소개

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목차

1. 결과
2. 고찰
3. 참고문헌

본문내용

2. 고찰
① 저항계수와 레이놀즈수와의 관계
구에 있어서 Re수와 저항계수의 크기 그래프는 아래와 같다. 이때 레이놀즈수와 저항계수는 실험적으로 구한 값을 사용했다.

이론적으로 Re수가 1보다 작으면 박리현상이 일어나지 않아 흐름이 선형적이다. 따라서 저항계수가 Re수에 반비례하는 스토크스 흐름을 나타낸다. 그러나 Re수가 점점 증가할수록 경계층에서 점점 박리현상이 나타나 102<Re<3*105 사이에서는 저항계수가 거의 1~10정도로 일정하다. 그러나 물과 글리세린 모두 20000<Re에서 저항계수가 약간씩 증가하는 양상을 띤다.
스토크스 흐름에서는 종말속도가 커질수록 레이놀즈수는 커지고, 저항계수는 작아진다. 이때 저항계수는 형상항력보단 점성항력이 지배한다.

따라서 레이놀즈수와 저항계수는 반비례하는 모습을 가진다.
침강속도가 빨라질수록 점성항력의 영향이 무시되고 형상항력의 크기가 중요하다. 이 영역에서는 속도가 증가하면 항력의 크기는 제곱에 비례하여 커지는 반면, 레이놀즈수도 아주 조금씩 증가한다. 그러므로 레이놀즈수가 증가할수록 저항계수가 약간씩 증가하는 양상을 띤다.
경계층의 흐름이 난류가 되면 형상항력의 크기가 줄어들기에 저항계수가 급격히 작아진다. 이 지점을 임계 레이놀즈수라고 한다. 이 경우 침강속도가 증가해도 항력의 크기가 작아진다.
문헌값과 이론적 배경으로 실험을 분석한 결과, 실험이 성공적으로 수행되었음을 알 수 있다.

참고자료

· https://www.engineeringtoolbox.com/water-density-specific-weight-d_595.html
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