[공학]레이놀즈수 실험 보고서

소개

레이놀즈수 실험에 대한 레포트 입니다.
많은도움 되시길 바랍니다 ^ ^

한글문서 7장
PPT 19장

목차

1.실험 목적
2.이론적 배경
3.실험 방법
4.실험 결과
5.결과 분석 및 토의

본문내용

1. 실험목적
Reynolds 실험 장치를 이용하여 관을 통과하는 유체의 흐름 모양을 시각적으로 관찰하여 층류인지 난류인지 천이영역인지를 파악한다. 또한 각 영역에서 평균 유속의 측정으로부터 Reynolds수를 계산하고 기존의 f-NRe 그래프와 비교함으로써 Reynolds 수와 흐름형태(층류, 난류, 천이영역)의 상관관계를 연구한다.
본 실험은 파이프 내의 유체의유동상태와 레이놀즈와의 관계를 이해하고, 층류와 난류의 개념을 이해하며, 임계 레이놀즈수를 계산하는데 목적이 있다.

2.이론
레이놀드는 유동을 직접 관찰하여 유동에는 두 가지 형태가 있다는 사실을 확립하였다.
한가지는 상대적으로 느린 속도에서 일어나는 것으로 유체 입자가 어디서나 벽면에 평행한 선을 따라서 매끄럽게 흐르는 경우이며 이때에는 저항의 일차승 법칙이 적용될 수 이다.
두 번째 형태는 비교적 빠른 속도에서 일어나는 것으로 입자들이 평균속도 부근에서 꾸불꾸불한 운동을 하다가 결국 임의의 요동운동을 하게 되는 경우이다. 이런 두 형태의 운동은 현재 각각 층류와 난류로 불린다.
레이놀드는 이 두 형태의 유동의 존재가 속도에만 의존하는 것이 아니고 라는 매개변수에 의존한다는 사실을 밝혔다. 여기서는 관내의 평균속도이고 는 직경, 는 이른바 동점성계수라 불리는 것이다. 는 Renolds number라 불리며 이것은 유체역학에서 매우 기본적인 매개변수 중 하나이다.

관로에서의 유체 유동은 층류와 난류로 구분된다.

그 첫 번째로, 층류유동(laminar flow)은 유체입자의 한 층이 인접한 층 위를 매끄럽고 규칙성 있게 흐르는 유동을 말한다. 수도꼭지를 천천히 조금만 열었을 때 유체의 층과 층을 미끄러지면서 규칙적으로 흐르는 층류유동을 관찰할 수 있다.
그리고, 수도꼭지를 좀더 열어 유체의 속도가 증가하면 매끄럽고 규칙적인 층류유동이 끝나고 불규칙하고 산만한 유동이 나타나는데 이와 같은 유동을 난류유동(turbulent flow)이라고 한다.

층류와 난류는 유동특성이 다르다. 특히 에너지 손실과 관련하여서는 현저히 다른 방법으로 해석된다. 따라서 유체유동을 다루는데 있어서 그 유동이 층류인지 난류인지를 먼저 예측할 필요가 있고, 이 실험에서는 관내의 유체의 흐름상태와 Renolds number와의 관계 및 층류, 난류의 개념을 이해하고 Renolds number를 산출하는데 목적이 있다.

참고자료

· 없음