유체마찰

소개

공학실험

목차

1. 서론
○실험의 목적
○실험의 경위
2. 이론
(1) 유체의 마찰
3. 실험
(1) 실험장치
(2) 실험방법
(3) 실험 chart
5.실험 고찰
6. 참고문헌

본문내용

1. 서론

○실험의 목적

(1) 여러 가지 직경을 가진 직관에서 유속 변화에 따른 차압을 측정하고, 이와 관련된 Reynolds 수, 마찰계수, 압력손실두를 계산한다.

(2)관이음쇠(45°elbow, 90°elbow, 90°bend, 유로의 갑작스런 확대, 유로의 갑작스런 팽창)에 의한 두손실을 측정한다

(3)배관계 내의 valve류(gate, ball, globe)에 의한 두손실을 측정한다.

(4)유량측정장치(orifice, venturi, pitot tube)에 의한 두손실을 측정한다.

(5)측정된 두손실에 의해 유출계수를 산출하다.


○실험의 경위

-우리가 유체역학 시간에 배운 Reynolds number와 마찰와의 상관관계를 토대로 실험적으로 얻어낸 결과를 이론적 내용과의 비교, 이해하는데 있다.

2. 이론

(1) 유체의 마찰
유체가 관내를 흐를때 관내면에 닿는 유체의 분자는 상호간 혹은 유체와 관벽과의 마찰로 인해 유체가 갖고 있는 에너지의 일부가 소모된다. 이를 마찰손실이라 하는데 그 주요 원인은 다음과 같다.

①관내에서 유체와 관내벽과의 마찰에 의한 것
②유체의 점성에 의한 것
③유체의 난류에 의한 것
④관의 축소나 확대에 의한 것
⑤관의 굴곡부에 의한 것
⑥배관중의 밸브, 이음쇠류 등에 의한 것
이 중에 ①~③에 의한 마찰손실을 직관(관내) 마찰 손실수두, ④~⑥에 의한 마찰손실을 국부저항 마찰손실수두라고 한다.
①직관에서 유체의 표면마찰손실

-표면마찰 : 유체가 고체와 접하여 흐를 때에 상호간섭으로 일어나는 마찰
관벽의 경계층에서 발생되는 마찰
-형태마찰 : 경계층이 분리되어 후류가 형성되어 나타나는 마찰
-압력손실 : 모든 유체를 점성이 있다. 이 점성 때문에 관내에 마찰이 생기고
이 마찰에 의해 벽면에는 shear stress가 발생하면서 손실이 발생한다.
이 손실은 압력강하로 나타난다. 관내의 마찰에 의한 손실 외에도 입구와 출구, 엘보우와 피팅, 밸브등에 의해서도 손실이 일어나며 이러한 손실 또한 압력강하의 형태로 나타난다.

참고자료

· 1) McCabe, W. l., et al, Unit Operations of Chem 6th ed -p94~122
· 2) 성기천, 이진휘, 김기준, 화학공학실험, 사이텍미디어 -p363~396
· 3) 천재기, 이희근, 단위조작실험(1) -p61~107
· 4) Garde, R J., Turbulent Flow, Wiley(1994)
· 5) Schlichting, H., Boundary Layer Theory, 7th ed., McGraw-Hill
· 6) 고용식 , 단위조작 실험, 선학출판사 ,2001.