[유체실험]수리 실험 레이놀즈수측정

소개

[유체실험]레이놀즈수측정

1. 실험목적
2. 실험장치
3. 이론
4. 실험절차
5. 참고문헌

목차

1. 실험목적
2. 실험장치
3. 이론
4. 실험절차
5. 참고문헌

본문내용

1. 실험목적
이상 유체가 아닌, 실제 유체의 유동은 점성에 의하여 생기는 현상으로 매우 복잡한 형태의 운동이다. 관수로 내의 흐름을 레이놀즈의 원실험에서처럼 색소주입으로 층류와 난류로 구분하여 식별함과 동시에 층류와 난류의 경계선이 되는 한계흐름(critical flow)에 해당하는 한계유속과 한계 레이놀즈 수(critical Reynolds number)에 대해 생각해보자.

2. 실험장치



양측벽이 아크릴로 된 실험탱크와 아크릴 실험관로, 착색액주입장치, 월류관, 유출관 및 급수관으로 구성.
급수밸브는 실험탱크 내에 물을 공급하며 탱크 내의 수위가 일정치에 도달하면 월류관을 통해 방류되도록 되어있다.
유출관에 달려 있는 유량조절밸브는 실험관로 내의 유속 또는 유량을 조절하기 위한 것이

3. 이론
▶ 점성
유체의 점성은 유체의 물리적 성질 중에서 가장 중요한 것 중의 하나로 유체의 유동 특성을 지배하는 요소로서 유체 분자간 또는 유체분자와 고체경계면 사이에서와 같이 서로 인접하여 상대운동을 하는 유체층 사이에 마찰력을 유발하는 성질을 말하며 이는 유체 분자의 응집력 및 유체 분자간의 상호작용으로 생긴다.
-다음과 같이 전단응력과 속도경사 dV/dy 간의 비례상수 를 점성계수(viscosity)라고 하며 점성계수가 일정하면 뉴튼(Newton) 유체라고 하고, 그렇지 않고 변하면 비뉴튼 유체라고 한다.

보통 실무에서는 점성계수 대신에 다음 동점성계수(kinematic viscosity)를 사용하는 경우가 많다.

▶ Reynolds 수 : 1883년에 영국 맨체스터 대학교수인 레이놀즈씨에 의하여 창안된 수로서 유체의 입자가 서로 층을 이루면서 선적으로 미끄러지는 층류와 서로의 유체입자가 불규칙운동을 하면서 상호간에 격렬한 운동을 일으키는 난류를 구분하는 무차원수이다.

레이놀즈는 유리관을 통해 흐르는 물 속에 색소를 주입하여 색소의 이동을 관찰함으로써 2개의 상이한 흐름형이 존재함을 알수 있다.• 유리관을 흐르는 유량이 비교적 작을 때에는 염료수는 선명한 선을 그리면서 관축에 평행하게 흐르는 것을 관찰할 수 있다. 이러한 유동의 정의로부터 층류(層流, Laminar Flow)유동이라는 것을 알 수 있다. (물의 입자가 흐트러지지 않고 일직선의 층을 형성하여 흐름)
• 밸브를 열어 유량을 증대시켜 유속을 크게하면 어느 속도 부근에서 염료수의 사선은 진동을 일으키고, 순간 순간 끊겼다 이어졌다하는 불안정 유동이 일어난다. 이 불안정한 유동은 층류로부터 난류로 천이 하는 유동이므로 천이유동(Transition Flow)이라 한다.
• 다시 유량을 증가시키면 관입구로부터 약간 들어온 곳에서 염료수의 사선은 파괴되며, 하류는 관 단면 전체에 염료수가 확산된다. 이 불규칙한 유동을 난류(亂流, turbulence)
라 정의하였다.
(물의 입자가 상하전후 흐트러져서 흐르는 흐름)

참고자료

· 없음