[화학공학 전공실험]reynolds(레이놀즈) 실험보고서

소개

(1) 층류와 난류의 현상을 관찰하고 그 본질을 이해한다.
(2) 뉴튼유체와 비뉴튼유체의 Reynolds number 에 대한 개념을 이해하고, 실험으로
Reynolds number를 계산한다.
(3) 전이영역에서 유체흐름의 특성을 관찰하고, 임계유속에서의 Reynolds number 를 계산한다.
(4) 완전발달흐름과 전이길이를 이해하고 그 중요성을 안다.

목차

이론
∙층류, 난류와 전이영역
∙관로내 유체의 흐름
∙ Reynolds number
∙완전발달흐름과 전이길이
실험방법
결과및고찰
참고문헌

본문내용

--- 층류(laminar flow)
유체의 질서 정연한 흐름이고 난류와 대비된다.
가는 파이프에 물을 흘릴 경우 가령 잉크를 넣어 흐름의 상태를 관측하면 유속에 따 라 레이놀즈 수가 작을 때에는 색 줄이 직선으로 되고, 물의 각 부분이 파이프 벽에 평형으로 움직이며 서로 섞이지 않는 것을 알 수 있다.
----난류(turbulence flow)
유량을 증가 시키면 임계속도(Critical Velocity)에 이르게 되는데 이때부터 물감줄기가 파형이 되고 점점 없어져서 마침내 물이 흐르는 단면 전체에 퍼진다. 이러한 물감의 이동으로부터 물이 더 이상 층류로 흐르지 않고 교차혼합 흐름 및 소용돌이를 이루며 흐른다는 것을 알 수 있다. 이러한 운동형태가 난류이다.
일반적으로, 흐르는 유체가 고체 경계와 접촉되거나 두 층의 유체가 서로 다른 속도로 흐를 때 난류가 생긴다. 앞의 난류를 벽난류라 하며, 뒤의 것을 자유난류라 한다.
벽난류는 유체가 폐쇄 또는 개방 유로에서 흐를 때나, 흐름 중에 잠겨 있는 고체를 지나서 흐를 때 생긴다. 자유난류는 정체유체중에 분사(噴射) 흐름이 도입 되거나, 경계층이 고체 벽에서 분리되어 유체 본체(bulk)로 흐를 때 생긴다. 난류는 흐르는 유체와 공존하는 여러가지 크기의 소용돌이로 이루어진다. 큰 소 용돌이가 연속적으로 생기고, 이것이 보다 작은 것으로 파괴되며, 다시 보다 작 은 소용돌이를 발생한다. 마지막에는 가장 작은 소용돌이는 사라진다. 일정한 시 간과 부피 중에서는 여러가지 크기의 소용돌이가 존재한다. 가장 큰 소용돌이의 크기는 가장 작은 크기의 난류에 비교된다. 가장 작은 소용돌이의 지름은 약 mm이다. 이보다 작은 소용돌이는 점성 전단에 의하여 빨리 파괴된다. 소용돌이 안에서의 흐름은 층류이다.

참고자료

· (1) McCabe, W. L., Smith, J. C., and Harriott, P., Unit Operations of Chem. Eng., 6th ed McGraw-Hill, pp. 51～63 (2001)
· (2) http://ycc7.yc.ac.kr/%7Ekjkyum/html/fluidmtext/6_1.htm
· (3) http://www.happycampus.com/report/view.hcam?no=1086368
· (4) http://www.happycampus.com/report/view.hcam?no=1034005
· (5) http://www.happycampus.com/report/view.hcam?no=1078328
· (6) http://www.happycampus.com/report/view.hcam?no=1028778
· (7) http://www.happycampus.com/report/view.hcam?no=1010238