[공학기술]단일구의 침강속도 측정

소개

유체 중에서 입자가 밀도 차이로 중력 침강할 때 일어나는 현상을 관찰하고 유체와 입자에 작용하는 힘(중력, 부력, 항력)의 평형으로부터 종말속도 및 항력계수를 예측하고 실험 결과와 비교 분석해 보았다.

목차

요약(Summary)
1. 실험목적
2. 실험이론
2.1 입자의 운동 메카니즘
2.2 유체 중의 입자의 1차원 운동[1].
2.3 종말속도(terminal velocity)[2].
2.4 항력계수(drag coefficient)의 결정[2].
2.5 침강 영역의 판별기준(K)[1].
2.6 종말 속도 관계식[1].
3. 실험장치 및 방법
4. 실험결과 및 토의
5. 결 론
6. 기호설명
※ 참고문헌

본문내용

1. 실험목적
본 실험에서는 유체 중에서 입자가 밀도 차이로 중력 침강할 때 일어나는 현상을 관찰하고 유체와 입자에 작용하는 힘(중력, 부력, 항력)의 평형으로부터 종말속도 및 항력계수를 예측하고 실험 결과와 비교 분석한다.
2. 실험이론
2.1 입자의 운동 메카니즘
어떤 유체 내에서 입자는 외부에 의한 힘에 의해서 움직인다. 즉 외력이 있어야만 하고, 이 외력은 여러 가지가 있으나 여기서는 밀도 차이에 의한 중력과 원심력만을 외력으로 간주하여 설명하며, 아래에 작용하는 힘에 대해 나타내었다.
3.3 실험 방법
먼저 물과 글리세린 등을 각각 넣은 두 개의 관을 준비한 후 다른 여러 가지 종류의 구슬을 침강시킨다. 수직관내에서 입자가 침강 시 그 속도가 일정하게 유지될 때의 침강속도를 측정한다. 이때 정확한 측정을 위해 입자와 공기가 함께 들어가는 것을 피하여야 한다. 구가 관하부로 침강하는 시간을 측정하고 각각의 구슬에 대하여 반복 실험한다.
※ 실험 간 주의사항
1) 실험 전이나 실험 중, 또는 실험 후 침강속도의 측정높이 이하로 글리세린이 줄었을 경우에는 측정높이 이상으로 글리세린을 채워 놓는다.
2) 실험 시에 글리세린과 물이 섞이지 않도록 한다.
3) 실험 시에 구 받침 철망을 담그지 않고 구(球)를 관 속에 빠뜨리지 않도록 주의 하고, 구 받침 철망도 쇠밧줄과의 이음부분에 이상이 없는지 확인하고 실험을 한다.
4) 시간측정을 여러 명이 하도록 해서는 안된다.

참고자료

· [1]Warren L. McCabe, Julian C. Smith, Peter Harriott, 이화영, 전해수, 조영일, 단위조작 6판, 한국맥그로힐, 2005, P147~167
· [2]서정목 박균영 이철호 강태원 김동선 김진현 최재환, 화학공학실험, 공주대학교 출판부, 2005, P64~65