레이놀즈 실험보고(Reynolds 실험)

소개

실험과 이론의 완벽조화!!

목차

1. 실험 목적
2. 실험 장치
3. 실험 관련 이론
4. 실험 장치 및 방법
5. 실험 결과 및 고찰

본문내용

1. 실험 목적

실제 유체의 유동은 점성에 의한 마찰로 인해 이상유체의 유동보다 대단히 복잡하다. 점성의 영향은 유동을 방해한다. 점성유동은 층류와 난류로 구분된다. 레이놀즈 실험에서는 관수로 내의 흐름을 Reynolds의 원실험에서처럼 색소주입으로 층류와 난류로 구분하여 식별함과 동시에, 층류와 난류의 개념을 이해하며, 층류와 난류의 경계선이 되는 한계흐름(critical flow)에 해당하는 한계유속과 한계 Reynolds 수(critical Reynolds number)를 결정하는 데 목적이 있다.

흐름상태가 층류와 난류의 경계에 다다를 경우 흐름의 유속을 한계유속이라 부르며 이에상응하는 Reynolds 수를 한계 Reynolds 수라 한다. 한계 Reynolds 수는 다시 상한계 Reynolds 수와 하한계 Reynolds수로 나누어진다. 전자는 층류상태로부터 유속을 서서히 증가시켜 난류상태로 변화시킬 때의 한계유속을 의미하며, 후자는 이와 반대로 난류상태로부터 유속을 감소시켜 층류상태로 변화시킬 때의 한계유속을 뜻한다. Reynolds에 의하면 층류의 상한은 12000 ∼ 14000으로 알려져 있으나 이 한계 Reynolds 수는 유체의 초기정체 정도와 관입구의 모양 및 관의 조도 등에 따라 크게 달라질 있으며 실질적인 상한계 Reynolds 수는 2700 ∼ 4000 정도로 알려져 있다. 하한계 Reynolds로 정의 되는 난류의 하한은 고학적 문제해결의 입장에서 볼 때 상한치보다 중요하며 하한계 Reynolds 수보다 낮은 흐름의 경우에는 난류성분은 유체의 점성에 의해 모두 소멸된다. 지금까지의 여러 실험결과에 의하면 관수로에서의 하한계 Reynolds 수는 약 2000으로 알려져 있다. 즉, 흐름의 Reynolds 수가 2000보다 작으면 흐름은 층류이고, 2000 ∼ 4000 사이이면 층류와 난류가 공존하는 이른바 불안정 층류(또는 천이영역의 흐름)이며, 4000 이상인 흐름은 난류이다.

참고자료

· 없음