[화공단위조작실험 A+] Hagen-Poiseuille 식의 응용, 액체점도측정

소개

'Hagen-Poiseuille 식의 응용; 액체점도측정'에 대한 결과 레포트 입니다.

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목차

1. Title
2. Date
3. Apparatus & Reagents
4. Results
5. Discussion
6. Reference

본문내용

Graph 1, 2에서 점도-평균전단율의 관계, 평균전단응력-평균전단율의 관계를 나타냈다. 물은 뉴턴 유체이므로 점도-평균전단율은 일정한 선형으로 나타나야 하고, 평균전단응력-평균전단율은 Figure 4와 같이 일정한 기울기로 증가해야 한다. 하지만 Graph 1에서는 증가하다가 살짝 감소하는 경향을 보이고, Graph 2에서는 선형에서 살짝 벗어난 형태로 증가하는 경향을 보인다. 관 길이가 0.1m일 때 점도가 상당히 낮게 나온 것을 확인할 수 있었는데, 식(19)의 평균 유속(V ̅) 항이 크게 측정되었기 때문이다. 그 외의 실험에서는 점도가 아주 일정하지는 않지만, 그래프의 y축 눈금의 폭이 매우 작은 것을 감안하면, 큰 차이는 없다고 판단한다. 실험에 대한 오차는 5.3. 오차의 원인에 기재하도록 한다.
추가로, 층류 흐름일 때 식(19)를 사용할 수 있기 때문에 레이놀즈 수를 계산하였는데, 모두 층류임을 알 수 있었다.
5.3. 오차의 원인
5.3.1. 완전 발달 흐름(fully developed flow)
본 실험에서 유체는 완전 발달 흐름을 가진다고 가정하였다. 관 흐름에서, 관 입구에는 경계층이 형성되기 시작하고, 계속 흐름에 따라 경계층은 두꺼워진다. 경계층은 벽과의 마찰에 의해 생성되는 것으로, Figure 6과 같이 벽에서 유속이 0이고, 중심부로 갈수록 유속이 증가하는 양상을 보이게 된다. 경계층이 일정하게 생성되어 속도분포가 변하지 않는 흐름을 완전 발달 흐름이라고 한다.

참고자료

· https://en.wikipedia.org/wiki/Shear_stress, Shear stress
· McCabe, McCabe의 단위조작 7판, 사이플러스, p.83-84 (2017)
· McCabe, McCabe의 단위조작 7판, 사이플러스, p.84 (2017)
· McCabe, McCabe의 단위조작 7판, 사이플러스, p.41-43 (2017)
· McCabe, McCabe의 단위조작 7판, 사이플러스, p.86-87 (2017)
· McCabe, McCabe의 단위조작 7판, 사이플러스, p.87 (2017)
· https://en.wikipedia.org/wiki/Hagen%E2%80%93Poiseuille_equation, Hagen-Poiseuille equation
· 정나나, 정나나의 화공기사 필기 Ⅰ권, 예문사, p.657 (2024)
· McCabe, McCabe의 단위조작 7판, 사이플러스, p.95-96 (2017)
· A. Melling and J. H. Whitelaw, Cambridge University Press, vol.78, (2006), p.311-312