Reynolds Number 결과레포트 A+

소개

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목차

1. Abstract

2. Experiment
(1) 실험 기구 및 시약
(2) 실험방법

3. Result & Discussion
3-1 Result
3-2 Discussion

4. Conclusion

5. Reference

본문내용

Reynold Number 실험은 Reynolds Apparatus를 이용해 유체의 흐름 형태를 관찰하고, 이를 통해 Reynolds Number를 계산하는 실험이다. 먼저 Reynolds Apparatus에 물을 채운 뒤 수온을 측정했다. 이후 기구 내 유체의 흐름이 정상상태에 도달했을 때 잉크를 주입해 잉크의 유동으로부터 유체 흐름의 형태를 판단한다. 유체의 유속에 따라 잉크 흐름의 형태가 변화하는 것을 관찰할 수 있는데 유속이 증가함에 따라 층류, 천이영역, 난류의 순서대로 관찰할 수 있다. 층류에서는 균일하고 일정한 직선 형태의 흐름을, 난류에서는 무작위적인 확산을, 천이영역에서는 층류와 난류의 특징을 모두 관찰할 수 있다. 각 흐름에서 500mL 부피의 물이 배출되는데 걸리는 시간을 측정해 부피 유속을 계산하였다. 또한 이를 관의 단면적으로 나누어 평균 유속을 구할 수 있다. 마지막으로 앞서 측정한 수온에서의 물의 물성과 평균 유속을 이용해 각 흐름에서의 레이놀즈 수를 계산하였다. 원형 pipe에서의 이론적인 레이놀즈 수의 범위에 실험값이 모두 부합하기에 신뢰도있는 실험값을 얻었다고 판단할 수 있다. 또한 레이놀즈 수와 유속의 관계를 그래프를 통해 분석한 결과 유속이 증가함에 따라 레이놀즈 수 또한 증가했으며 선형적인 비례관계임을 확인할 수 있었다.

본 실험에서 발생할 수 있는 대표적인 오차 요인으로는 관로 마찰에 의한 손실, 정상상태 가정의 오류, 측정 과정에서 발생한 계통 오차, 잉크의 확산에 의한 오차를 생각해볼 수 있었다. 각 오차 요인에 대한 설명과 개선 방안은 3-2 Discussion에 자세하게 서술하였다. 전반적으로 많은 가정이 동반되는 실험이기에, 가정에 대한 이상적인 상황과 실제 실험에서의 오차를 보정할 수 있는 인자를 도입한다면 실험의 정확도를 높일 수 있을 것이라 생각한다.

참고자료

· 단위조작이론및실험1 실험노트, 광운대학교,
· Reynolds Number 예비
· James O Wilkes, 윌키스의 화학공학 유체역학, 2020, p.22~26
· 한국화학공학회, 난류 흐름의 시작, p.668~670, 2015