[화공단위조작실험]침강과 항력계수 결과레포트

소개

침강과 항력계수 실험 결과레포트 입니다.
최종 성적은 A+이었으며 레포트 점수 또한 1등이었기 때문에 참고하여 작성하신다면 좋은 성적을 얻으실 수 있을 것입니다.

목차

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

본문내용

5.1. 실험 원리에 대한 정리
본 실험에서는 단일 구 입자의 침강 과정에서 종말속도를 측정하여 액체의 점도와 입자 레이놀즈 수, 항력계수를 계산하였고 항력계수와 레이놀즈 수의 관계를 그래프로 나타내었다. 단일 구 입자는 밀도가 서로 다른 glass bead와 zirconia bead를 사용하였으며 각 입자마다 크기가 다른 3개의 입자로 나누어 실험을 진행하였다. 액체는 glycerol을 사용하였다. Glycerol은 점도가 매우 높기 때문에 구 입자가 천천히 침강하므로 관찰이 편리하다는 장점이 있다. Glycerol을 50cm 눈금 매스실린더에 채운 뒤 단일 구 입자를 매스실린더의 눈금 0지점에서 놓아 침강하도록 하였으며 일정 구간을 통과하는 시간을 측정하여 침강속도를 계산하였다. 사용한 액체인 Glycerol이 점도가 매우 높기 때문에 단일 구 입자의 침강은 Stokes 법칙 범위에서 이루어진다고 가정하여 액체의 점도를 계산하였다. 구한 점도를 사용하여 입자 레이놀즈 수를 계산하였고 Stokes 법칙 범위에서 항력계수는 24/R_(e_p ) 임을 통해 항력계수를 계산하였다. 그리고 그래프를 통해 항력계수-입자 레이놀즈 수의 관계를 나타내었으며 계산한 점도와 실제 Glycerol의 점도를 비교해 보았다.

5.1.1. 항력과 항력계수
입자가 유체 중에서 이동하는 경우 또는 잠긴 물체를 지나는 유체의 흐름에서 유체는 그 흐름 방향으로 고체에 힘을 미친다. 이러한 힘을 항력(drag)이라고 하는데, 유체 속 물체에 작용하는 항력은 벽 항력(wall drag)과 형태 항력(form drag)으로 구분할 수 있다.
잠긴 물체를 지나는 흐름의 경우 물체의 벽면에서 벽 전단응력이 작용하게 되는데, 이러한 벽 전단응력의 흐름방향 성분이 항력에 기여한다. 이것을 벽 항력(wall drag)이라고 한다. 만일 물체의 벽면이 흐름 방향과 평행하면 벽 전단응력이 유일한 항력이 된다.

참고자료

· Warren L. MaCabe 외 2, 단위조작, McGrawHill Education, 133-134 (2017)
· Warren L. MaCabe 외 2, 단위조작, McGrawHill Education, 142-144 (2017)
· Warren L. MaCabe 외 2, 단위조작, McGrawHill Education, 135-137 (2017)
· Warren L. MaCabe 외 2, 단위조작, McGrawHill Education, 146 (2017)
· Yun Dai 외2인, Springer Link, vol.35, (2023), p.913-922
· Yuning Zhang 외2인, Springer Link, vol.30, (2018), p.3, 9
· Warren L. MaCabe 외 2, 단위조작, McGrawHill Education, 147-148 (2017)
· Warren L. MaCabe 외 2, 단위조작, McGrawHill Education, 146 (2017)
· Warren L. MaCabe 외 2, 단위조작, McGrawHill Education, 149 (2017)