단일 구의 침강 속도

소개

중력 하에서 구가 액체 중에서 침강할 때 일어나는 현상을 이해하고 Drag계수와
뉴튼 계수와의 관계를 알아본다.

목차

1. 목적
2. 이론
3. 실험 장치
4. 실험 방법
5. Data, Results & Analysis
6. Discussion
7. 참고문헌

본문내용

3. 실험장치
• 밑면이 막힌 두 개의 투명관 직경 약 10
• 직경과 비중이 다른 여러 개의 구
• Automatic timer

4. 실험방법
① 물과 기름을 각각 넣은 두 개의 관을 수직으로 세운다.
② 구를 떨어뜨리고 구의 침강속도가 일정해졌다고 생각되었을 때 침강속도를 측정한다.
③ 침강속도는 관의 하부에 미리 정해놓은 거리를 구가 떨어지는데 소요되는 시간을
Automatic timer를 사용하여 측정, 계산한다.
④ 이상과 같은 실험을 구의 종류를 바꾸어서 한다.


① Stokes법칙이 적용되는 범위를 정하여라.
: Stokes법칙은 인 매우 느린 흐름으로 뉴튼 유체이며 층류이고 비압축성
유체일 때 적용이 되는 법칙이다. 그렇게 느리게 흐르는 유체에 적용을 시킬 수 있는
식인 것이다.

그러한 Stokes law는 다음과 같다.
Cd = 24 /
: Particle Reynolds Number ( = )
: Particle Diameter
: Particle Velocity
: Particle Density
: Fluid Viscosity

② 식 (5)를 이용하여 관중의 액체의 점도를 측정하고 문헌 치와 비교하라. (단, Stoke
법칙이 적용되는 범위 내에서) 실험과정을 고찰하고 검토하여라.
위의 문제에서도 언급했지만 Stokes law는 매우 느린 유체에 적용을 시킬 수 있는 법칙이
다. 그러므로 우리의 실험 대상인 물은 일단 적용대상에서 제외가 될 것이다. 한가지 이상
한 점은 Stokes law가 적용되는 Creeping Flow는 가 0.1이하인 경우에 적용되는 것
이지만 실험 책에서는 가 1까지 적용을 할 수 있다고 적혀있기 때문에 글리세린의
구3에 Stokes Law를 적용시켜 보도록 하겠다.

참고자료

· (1) Lab Manual and Text for Chemical Engineering
· (Physical-Chemistry & Material Exp.),
· Yonsei University Department of Chemical Engineering, 2001. 9
· (2) Noel de Nevers, FLUID MECHANICS FOR CHEMICAL ENGINEERS
· (second edition), McGraw-Hill, 1991
· (3) Rolf H. Sabersky, 유체유동, 범한 서적, 1992
· (4) Robert H. Perry & Don Green, Perry`s Chemical Engineers` Handbook (6th edtion), McGraw-Hill ,1984
· (5) 유인상 외 2인, 화학공학 실험, 삼광 출판사