레이놀드수에 따른 물의 유동형상

소개글

레이놀드수에 따른 물의 유동형상 (층류, 천이, 난류)을 관찰한다.
레이놀드수 측정 실험을 통해 층류, 난류 및 그 사이의 경계를 관찰하여 이를 유량, 유속, 레이놀드수를 결정해 물의 흐름을 파악할 수 있다.

목차

1. 실험목적
2. 관련이론
1) Reynolds Number
2) 층류 및 난류
3) 한계유속
3. 실험방법
4. 실험이론 및 계산
1) 층류(Laminar flow)
2) 천이구역
3) 난류(Turbulent flow)
5. 실험 DATA표
6. 비고

본문내용

1. 실험 목적
1) 레이놀드수에 따른 물의 유동형상 (층류, 천이, 난류)을 관찰한다.
2) 레이놀드수 측정 실험을 통해 층류, 난류 및 그 사이의 경계를 관찰하여 이를 유량, 유
속, 레이놀드수를 결정해 물의 흐름을 파악할 수 있다.
2. 관련이론
1) Reynolds Number
물체를 지나는 유체의 흐름 또는 유로(流路) 속에서의 유체흐름의 관성력(관성저항)과 점성력의 크기의 비를 알아보는 데 있어서 지표가 되는 무차원수로써 레이놀즈에 의하여 도입되었다. 흐름 속에 있는 물체의 대표적 길이를 (원통 속의 흐름의 경우에는 원통의 지름, 흐름 속에 구(球)가 있는 경우에는 그 구의 반지름), 유속을 , 유체밀도를 , 점성률의 관계식으로 정의된다(여기서는 운동점성계수). 흐름 상태는 레이놀즈수에 의해 크게 달라지므로, 레이놀즈수는 흐름의 특징을 정해지게 하는 데 가장 중요한 조건이 된다. 레이놀즈수가 작은 동안은 정류(整流)상태이었던 흐름도, 레이놀즈수가 임계값[임계치(臨界値):임계레이놀즈수라 한다]을 넘게 되면 불규칙적으로 변동하는 난류(亂流)로 변하게 된다.
2) 층류 및 난류
흐름 종류는 유속의 크기에 따라 다음과 같이 층류와 난류로 분류된다.
- 층류 : 유속이 느릴 때 착색액이 일직선으로 흐르는 경우, 즉, 물의 입자가 흐트러지지 않고 일직선의 층을 형성하여 흐르는 흐름.
- 난류 : 유속이 빠를 때 착색액이 흐트러져 흐르는 경우 즉, 물의 입자가 상하 전후 흐트러져서 흐르는 흐름.
3) 한계유속
층류와 난류의 경계층 유속을 한계유속이라 하는데 다음과 같이 상한계 유속과 하한계 유속이 있다.
- 상한계 유속 : 흐름상태가 층류 상태로부터 유속이 증가되어서 난류상태로 변할 때의 한계유속을 말하며 이것을 상한계 레이놀즈 수라고도 한다.
- 하한계 유속 : 이 경우는 난류 상태로부터 유속을 감소시켜 층류상태로 변화시킬때의 한계유속을 뜻한다. 이것을 하한계 레이놀즈수 라고도 한다.

참고 자료

없음