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킬레이트 적정, EDTA 적정 결과레포트

REPORT킬레이트 적정법과 목학 과학 번조이 름1. 실험목적: 킬레이트 적정법으로 금속이온의 농도를 구한다.2. 이론2-1. 킬레이트 적정법 (Chelatometry)킬레이트 적정법이란 킬레이트 시약과 금속이온과의..

리포트| 2020.10.26| 10페이지| 2,500원| 조회(2,628)

킬레이트, EDTA, 완충용액, 적정실험, EDTA적정, 킬레이트적정, EBT지시약

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반응공학 결과레포트(A+)/반응속도론, 반응차수, 빈도인자, 적분해석법

결과 report(반응공학)과목명학과(부)전공조학번이름0. 실험결과 값을 도출하는데 이용하는 식? 시료 농도 분석:C _{A} = {(V _{2} -V _{3} ) TIMES C _{A _{0}}} over {V _{2}} (mol/l)? 1차 비가역:-ln {C _{A}} over {C _{A _{0}}} =kt? 2차 비가역:{1} over {C _{A}} - {1} over {C _{A0}} =kt? 1차 가역:-ln( {C _{A} -C _{Ae}} over {C _{A _{0}} -C _{Ae}} )= {1} over {X _{Ae}} k _{1} t? 2차 가역:ln {X _{Ae} -(2X _{Ae} -1)X _{A}} over {X _{Ae} -X _{A}} =2k _{1} ( {1} over {X _{Ae}} -1)C _{A0} t※X _{Ae} = {C _{A0} -C _{Ae}} over {C _{A0}},X _{A``} =` {C _{A0} ```-`C _{A}} over {C _{A0}}※ 이번 실험에서V _{2`} `=`5ml,C _{A0} ``=`0.051. 실험결과1) T = 25℃ (실온)t (min)*************237적정량,V _{3}(mL)0000.90.31.91.22.00.81.2V _{1} -V _{3}5.05.05.04.14.73.13.83.04.23.8C _{A}0.050.050.050.0410.0470.0310.0380.030.0420.038t (min)-ln( {C _{A}} over {C _{A _{0}}} ){1} over {C _{A}} - {1} over {C _{A _{0}}}XA-ln {C _{A} -C _{A _{e}}} over {C _{A _{0}} -C _{A _{e}}}ln {X _{A _{e}} -(2X _{A _{e}} -1)X _{A}} over {X _{A _{e}} -X _{A}}*************0000090.19854.3900.181.386-120.06191.2770.X _{A}} over {X _{A _{e}} -X _{A}}*************0.040820.833330.040.167050.2383090.174353.809520.160.955511.21432120.198454.390240.181.178651.46557170.198454.390240.181.178651.46557220.248465.641030.221.871802.21266270.301117.027030.26320.301117.027030.26370.301117.027030.26위 4개 그래프의 추세선식을 비교해보면, 2차 비가역 그래프의R ^{2}값이 1에 가장 가깝다 (직선의 기울기 = 1). 따라서 2차 비가역 반응임을 알 수 있다.2) T = 30℃t (min)0369121722적정량,V _{3}(mL)000.20.51.11.11.1V _{1} -V _{3}5.05.04.84.53.93.93.9C _{A}0.050.050.0480.0450.0390.0390.039t (min)-ln( {C _{A}} over {C _{A _{0}}} ){1} over {C _{A}} - {1} over {C _{A _{0}}}XA-ln {C _{A} -C _{A _{e}}} over {C _{A _{0}} -C _{A _{e}}}ln {X _{A _{e}} -(2X _{A _{e}} -1)X _{A}} over {X _{A _{e}} -X _{A}}*************0.04080.83330.040.200670.2976390.105362.22220.10.606140.83291120.248465.64100.22170.248465.64100.22220.248465.64100.22위 4개 그래프의 추세선식을 비교해보면, 1차 비가역 그래프의R ^{2}값이 1에 가장 가깝다(직선의 기울기 = 1). 따라서 1차 비가역 반응임을 알 수 있다.3) T = 40℃t (min)036912172227적정량,V _{3}(mL)02.02.53.53.53.23.03.2V _{1} 57℃까지 증가했다. 따라서 평형이 되는 지점을 t=9로 보고 계산하였다.위 4개 그래프의 추세선식을 비교해보면, 2차 가역 그래프의R ^{2}값이 1에 가장 가깝다(직선의 기울기 = 1). 따라서 2차 가역 반응임을 알 수 있다.4) T = 50℃t (min)00.332468적정량,V _{3}(mL)01.33.23.63.83.8V _{1} -V _{3}5.03.71.81.41.21.2C _{A}0.050.0370.0180.0140.0120.012t (min)-ln( {C _{A}} over {C _{A _{0}}} ){1} over {C _{A}} - {1} over {C _{A _{0}}}XA-ln {C _{A} -C _{A _{e}}} over {C _{A _{0}} -C _{A _{e}}}ln {X _{A _{e}} -(2X _{A _{e}} -1)X _{A}} over {X _{A _{e}} -X _{A}}0000000.330.30117.02700.260.418710.2228221.021735.55560.641.845831.2697641.273051.42860.722.944442.2659261.427163.33330.7681.427163.33330.76※ 반응물을 넣자마자 시료를 채취하지 못하고 약 t=0.33에 시료를 채취하였다.위 4개 그래프의 추세선식을 비교해보면, 1차 가역 그래프의R ^{2}값이 1에 가장 가깝다(직선의 기울기 = 1). 따라서 1차 가역 반응임을 알 수 있다.5) 빈도인자와 활성화 에너지?1차 비가역T (CENTIGRADE )1/T`(K)Klnk250.00335400.0384-3.2597300.00330.0518-2.9604400.0031930.3101-1.1709500.0030950.3076-1.1790① 빈도인자(k _{0})lnk _{0} `=`-0.1387,k _{0} `=`e ^{-0.1387} `=`0.8705② 활성화 에너지기울기 =- {E _{a}} over {R} `=`-0.8024,E _{a} `=`(-0.44420.15746-3.11407-1.84858400.0031930.72.33330.438480.18792-0.82444-1.67174500.0030950.763.16670.779760.24624-0.24877-1.40145※-ln( {C _{A} -C _{Ae}} over {C _{A _{0}} -C _{Ae}} )= {1} over {X _{Ae}} k _{1} t (k _{1} `=`기울기 TIMES X _{A _{e}}),K _{C} = {k _{1}} over {k _{2}} = {C _{Re}} over {C _{Ae}} = {X _{Ae}} over {1-X _{Ae}}-k _{1}일 때① 빈도인자(k _{0})lnk _{0} `=`0.5809,k _{0} `=`e ^{0.5809} `=`1.7876② 활성화 에너지기울기 =- {E _{a}} over {R} `=`-0.8995,E _{a} `=`(-0.8995) TIMES (-8.314)`=`7.4784```````````` THEREFORE 7.4784J-k _{2}일 때① 빈도인자(k _{0})lnk _{0} `=`-1.5184,k _{0} `=`e ^{-1.5184} `=`0.21906② 활성화 에너지기울기 =- {E _{a}} over {R} `=`-0.0286,E _{a} `=`(-0.0286) TIMES (-8.314)`=`0.23778``````````` THEREFORE 0.23778J?2차 가역T(CENTIGRADE )1/T`(K)X _{Ae}K _{C}k _{1}k _{2}lnk _{1}lnk _{2}250.0033540.260.123451.3548110.97460.303662.39558300.00330.220.079550.788629.91351-0.237472.29390400.0031930.75.4444410.6891.963292.369220.67462500.0030950.7610.027824.84252.477363.212560.90719※ln {X _{Ae} -(2X _{A^{0.0467} `=`1.0478② 활성화 에너지기울기 =- {E _{a}} over {R} `=`0.6084,E _{a} `=`(0.6084) TIMES (-8.314)`=`-5.05824``````````` THEREFORE -5.05824J2. 논의 및 고찰이번 실험에서 반응을 진행하는 반응식은 아래와 같다.NaOH+CH _{3} COOC _{2} H _{5} ` -> `C _{2} H _{5} OH`+`CH _{3} COONa결론을 도출해내기 위해 채취한 시료에는 반응물NaOH,CH _{3} COOC _{2} H _{5}와 생성물C _{2} H _{5} OH,CH _{3} COONa가 존재한다. 이 시료를 0.05M의HCl이 들어있는 바이알 병에 첨가하게 되면NaOH와HCl은 중화반응을 한다.NaOH의 부피는 감소하고 있고,NaOH와HCl은 1:1로 반응하기 때문에NaOH의 부피는HCl보다 항상 작다. 따라서NaOH와 반응하고 남은HCl(V _{3})을 0.05M의NaOH로 적정을 하면, 소비된NaOH부피는NaOH와 반응하고 남은HCl의 부피가 된다. 원래HCl의 부피 5ml에서 이 부피(V _{3})를 빼주면NaOH와 반응한HCl의 부피 즉, 시료 채취 직후 남아있던NaOH의 부피가 된다. 이와 같은 원리로 적정을 통해 구한NaOH의 소모 부피를 통해 초기 반응물인NaOH의 시간별 농도를 구할 수 있다.T = 25℃ (실온) 조건에서 실험을 적절하게 수행하지 못했다. 원인은 크게 세 가지로 간추려볼 수 있다. 첫째, 시료를 채취 후 적정을 할 때마다 용액을 담은 삼각 플라스크를 세척해야하는데 세척하지 않았다. 삼각 플라스크에 있던 이전 시료의 잔여물이 새로운 시료에 영향을 미쳤을 것이다. 둘째, 적정 시에 뷰렛이 너무 헐거워 정확한 양의 표준 용액을 흘려보내지 못하였다. 따라서NaOH의 정확한 소모량을 구하지 못했다. 이것이 가장 큰 영향을 미친 요인이라 생각한다. 셋째, 마그네틱바의 속도가 느려서 반응 중에 마그네틱바의 속도를 증가시켰다. 마그네틱.

공학/기술| 2022.02.02| 10페이지| 2,500원| 조회(222)

반응속도, 반응공학, 반응속도론, 반응차수, 가역반응, 비가역반응, 농도분석, 빈도인..

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유체역학실험 결과레포트, 유량측정 결과레포트, 오리피스, 벤츄리

Exp.2 Fluid Friction Measurements마찰손실은 유체가 흐를 때 나타나는 관 표면에서의 마찰에 의한 에너지 손실, 관의 확장과 축소에 따른 에너지 손실, 관 연결부에서의 에너지 손실, 밸브에서의 에너지 손실을 모두 아우른다. 첫 번째 실험은 직선관의 압력차를 측정해 관의 표면마찰에 의한 기계적 에너지 손실을 알 수 있다. 두 번째 실험은45 DEG elbow,90 DEG elbow, tee를 통해 관 연결부에서의 에너지 손실을 알 수 있다. 마지막 실험은 Venturi meter와 Orifice meter에서의 압력손실을 측정하여 유량을 계산할 수 있으며 오차의 원인을 고찰함으로써 두 계량기의 정확도를 비교할 수 있다.유량 측정생산 공정을 제어하기 위해서는 공정으로 들어가고 나가는 재료의 양을 알아야 한다. 재료가 유체의 형태로 이송되기 때문에 유체가 파이프나 다른 채널을 통해 흐르는 속도를 측정하는 것은 중요하다. Venture meter와 orifice meter는 대표적인 액체의 유량측정 장치이다. Venturi를 통과하는 유체의 유량은 Bernoulli 식으로부터 유도한 아래 식을 사용하여 계산할 수 있다.Q`=`C _{m} A _{0} sqrt {{2 TRIANGLE P} over {rho (1- beta ^{4} )}}?Q = 유량 (m ^{3} /s)?C _{m} = Venturi coefficient 또는 orifice coefficient?A _{0} = 목 부분의 면적?TRIANGLE P = Venturi나 orifice의 전후에서의 압력 차 (Pa)?rho = 입구 관경과 Venturi나 orifice 목 부분의 직경 비(=D _{a} /D _{b})?D _{a} = Venturi나 orifice 시작 전의 입구 관경 (m)?D _{b} = Venturi나 orifice 목 부분의 직경 (m)Orifice 판과 venturi의 형상 및 압력측정 tap의 위치에 따라C _{m}값이 달라지지만 대표적인 값은 아래와 같다.For a venturi :C _{m} `=`0.98For a orifice plate :C _{m} `=`0.61유량 측정?좁은 입구의 직경D _{0} `(m) = 0.015m?파이프 상류의 직경D _{1} `(m) = 0.0605mType of meter입구 유량(L/min)입구 유량(m ^{3} /s)Press dropTRIANGLE P(kPa)Head LossTRIANGLE h(m)계산된 유량( TIMES 10 ^{-4} m ^{3} /s)Orifice plate58.33TIMES 10 ^{-5}2.110.2152.22Venturi1.320.1353.56a. 입구 유량{5L} over {min} TIMES {10 ^{-3} m ^{3}} over {L} TIMES {min} over {60s} `=`8.33 TIMES 10 ^{-5} m ^{3} /sb. Press dropTRIANGLE P(kPa)? Orifice plate Head LossTRIANGLE h :{2.11KPa} over {9.8m/s ^{2} ` TIMES `1000kg/m ^{3}} TIMES {kg/m.s ^{2}} over {KPa} `=`0.215m?Venturi plate Head LossTRIANGLE h :{1.32KPa} over {9.8m/s ^{2} ` TIMES `1000kg/m ^{3}} TIMES {kg/m.s ^{2}} over {KPa} `=`0.135mc. 계산된 유량(m ^{3} /s)Q`=`C _{m} A _{0} sqrt {{2 TRIANGLE P} over {rho (1- beta ^{4} )}}beta `=` {D _{a}} over {D _{b}}D _{a} : Venturi나 orifice 시작 전의 입구 관경(m) = 0.015D _{b} : Venturi나 orifice 목 부분의 직경(m) = 0.060? Orifice plate :Q`=`(0.61)[ {pi (0.015m) ^{2}} over {4} ] sqrt {{2(2.11 TIMES 10 ^{3} kg/m.s ^{2} )} over {(1000kg/m ^{3} )[1-(0.015/0.0605) ^{4} ]}} `=`2.22 TIMES 10 ^{-4} m ^{3} /sC _{m} = 0.61

공학/기술| 2021.06.16| 2페이지| 1,000원| 조회(206)

벤츄리, 오리피스, 유량측정, 유체역학실험

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유체역학 실험 결과레포트, 직선 관 내에서 유체마찰손실 결과레포트

Exp.2 Fluid Friction Measurements마찰손실은 유체가 흐를 때 나타나는 관 표면에서의 마찰에 의한 에너지 손실, 관의 확장과 축소에 따른 에너지 손실, 관 연결부에서의 에너지 손실, 밸브에서의 에너지 손실을 모두 아우른다. 첫 번째 실험은 직선관의 압력차를 측정해 관의 표면마찰에 의한 기계적 에너지 손실을 알 수 있다. 두 번째 실험은45 DEG elbow,90 DEG elbow, tee를 통해 관 연결부에서의 에너지 손실을 알 수 있다. 마지막 실험은 Venturi meter와 Orifice meter에서의 압력손실을 측정하여 유량을 계산할 수 있으며 오차의 원인을 고찰함으로써 두 계량기의 정확도를 비교할 수 있다.1. 이론가) 직선 관 내 에서의 유체마찰손실유체가 직선 관내를 통해 흐를 때 발생하는 표면마찰손실(h _{fs}[J/kg])은 아래 식을 사용하여 계산한다.h _{fs} `=` {2} over {rho } {tau _{w}} over {r _{w}} L`=` {TRIANGLE p _{s}} over {rho } `=`4f {L} over {D} ` {bar{V ^{2}}} over {2} `=` {2f bar{V ^{2} L}} over {D}?f = Fanning 마찰계수(f` == ` {2 tau _{w}} over {rho bar{V ^{2}}})?L = 측정한 관의 길이 (m)?D = 관의 직경 (m)?bar{V} = 유체의 평균 속도 (m/s)Fanning 마찰계수는 원형 관에 대한 friction factor plot (Moody diagram, Appendix 1)에서 주어진 Re 값에 대한마찰곡선의 값이다.2. 실험장치추가 장비 : Vernier Calipers, Stop watch3. 실험결과가) 직선 관내에서의 유체마찰손실?온도T`( CENTIGRADE ) = 20℃?밀도rho `(kg/m ^{3} ) = 1000kg/m ^{3}?파이프 직경D`(m) = 0.02mEx. No유량(L/min)TRIANGLE P(kPa)151.3427.533155.95Ex. No유량( TIMES 10 ^{-4} m ^{3} /s)속도(m/s)Re( TIMES 10 ^{3} )마찰계수fHead lossTRIANGLE h _{1}( TIMES 10 ^{-3} m)Head lossTRIANGLE h _{2}( TIMES 10 ^{-3} m)10.8330.2655.30.00917.8913721.250.3987.960.008216.030632.50.796160.006954.0607a. 유량Ex.1 :{5L} over {min} TIMES {10 ^{-3} m ^{3}} over {L} TIMES {min} over {60s} `=`8.33 TIMES 10 ^{-5} m ^{3} /sEx.2 :{7.5L} over {min} TIMES {10 ^{-3} m ^{3}} over {L} TIMES {min} over {60s} `=`1.25 TIMES 10 ^{-4} m ^{3} /sEx.3 :{15L} over {min} TIMES {10 ^{-3} m ^{3}} over {L} TIMES {min} over {60s} `=`2.5 TIMES 10 ^{-4} m ^{3} /sb. 속도관의 단면적 :{pi (0.02m) ^{2}} over {4} `=`3.14 TIMES 10 ^{-4} m ^{2}Ex.1 :{0.833 TIMES 10 ^{-4} m ^{3} /s} over {3.14 TIMES 10 ^{-4} m ^{2}} `=`0.265m/sEx.2 :{1.25 TIMES 10 ^{-4} m ^{3} /s} over {3.14 TIMES 10 ^{-4} m ^{2}} `=`0.398m/sEx.3 :{2.5 TIMES 10 ^{-4} m ^{3} /s} over {3.14 TIMES 10 ^{-4} m ^{2}} `=`0.796m/sc. Re20 CENTIGRADE 에서nu `=`1.0 TIMES 10 ^{-6} m ^{2} /sEx.1 :Re`=` {DV} over {nu } `=` {0.02m TIMES 0.265m/s} over {1.0 TIMES 10 ^{-6} m ^{2} /s} `=`5.3TIMES10^3Ex.2 :Re`=` {DV} over {nu } `=` {0.02m TIMES 0.398m/s} over {1.0 TIMES 10 ^{-6} m ^{2} /s} = 7.96TIMES10^3Ex.3 :Re`=` {DV} over {nu } `=` {0.02m TIMES 0.796m/s} over {1.0 TIMES 10 ^{-6} m ^{2} /s} =16.0 TIMES 10 ^{3}d.fe. Head lossTRIANGLE h _{1} (계산한 값)Ex.1 :TRIANGLE h _{1} `=` {2 TIMES 0.0091 TIMES (0.265m/s) ^{2} TIMES 1.21m} over {9.8m/s ^{2} TIMES 0.02m} `=`7.89 TIMES 10 ^{-3} mEx.2 :TRIANGLE h _{1} `=` {2 TIMES 0.0082 TIMES (0.398m/s) ^{2} TIMES 1.21m} over {9.8m/s ^{2} TIMES 0.02m} `=`16.0 TIMES 10 ^{-3} mEx.1 :TRIANGLE h _{1} `=` {2 TIMES 0.0069 TIMES (0.796m/s) ^{2} TIMES 1.21m} over {9.8m/s ^{2} TIMES 0.02m} `=`54.0 TIMES 10 ^{-3} mf. Head lossTRIANGLE h _{2} (실제 값)Ex.1 :TRIANGLE h _{2} `=` {1.34} over {9.8} `=`0.137mEx.2 :TRIANGLE h _{2} `=` {3} over {9.8} `=`0.306mEx.3 :TRIANGLE h _{2} `=` {5.95} over {9.8} `=`0.607mQ. 계산한 값과 실제 값 간의 차이가 생기는 이유는?계산한 값과 실제 값 모두 속도가 증가하면 수두 손실이 증가한다. 하지만 두 값은 각각 속도가 0.265m/s, 0.398m/s, 0.796m/s일 때, 실제 값이 계산한 값 보다 17.3배, 19.1배, 11.2배 더 크다. 이렇게 큰 차이가 발생하는 이유는 먼저, 압력차를 측정하는 장비가 압력차를 측정 했을 때 측정 범위가 넓어 정확하게 측정이 되지 않았을 가능성이 크다. 두 번째는 실재하는 유체 중에는 비 점성 유체는 존재하지 않기 때문이다. 이 값을 계산하기위해 사용된 식은 유체가 비압축성 유체라는 가정 하에 도출된 식이다. 따라서 속도가 증가하면 수두 손실이 증가하는 것은 동일하지만, 값에서 큰 차이가 발생하는 것이다.

공학/기술| 2021.06.16| 5페이지| 1,500원| 조회(406)

마찰계수, 마찰손실, 유체역학실험, 유체마찰손실, Fanning마찰계수

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유체역학실험 결과레포트, 관 연결부(fitting)와 밸브(valve)에 의한 손실 결과레포트

Exp.2 Fluid Friction Measurements마찰손실은 유체가 흐를 때 나타나는 관 표면에서의 마찰에 의한 에너지 손실, 관의 확장과 축소에 따른 에너지 손실, 관 연결부에서의 에너지 손실, 밸브에서의 에너지 손실을 모두 아우른다. 첫 번째 실험은 직선관의 압력차를 측정해 관의 표면마찰에 의한 기계적 에너지 손실을 알 수 있다. 두 번째 실험은45 DEG elbow,90 DEG elbow, tee를 통해 관 연결부에서의 에너지 손실을 알 수 있다. 마지막 실험은 Venturi meter와 Orifice meter에서의 압력손실을 측정하여 유량을 계산할 수 있으며 오차의 원인을 고찰함으로써 두 계량기의 정확도를 비교할 수 있다.1. 이론가) 직선 관 내 에서의 유체마찰손실유체가 직선 관내를 통해 흐를 때 발생하는 표면마찰손실(h _{fs}[J/kg])은 아래 식을 사용하여 계산한다.h _{fs} `=` {2} over {rho } {tau _{w}} over {r _{w}} L`=` {TRIANGLE p _{s}} over {rho } `=`4f {L} over {D} ` {bar{V ^{2}}} over {2} `=` {2f bar{V ^{2} L}} over {D}?f = Fanning 마찰계수(f` == ` {2 tau _{w}} over {rho bar{V ^{2}}})?L = 측정한 관의 길이 (m)?D = 관의 직경 (m)?bar{V} = 유체의 평균 속도 (m/s)Fanning 마찰계수는 원형 관에 대한 friction factor plot (Moody diagram, Appendix 1)에서 주어진 Re 값에 대한마찰곡선의 값이다.2. 실험장치추가 장비 : Vernier Calipers, Stop watch3. 실험결과가) 직선 관내에서의 유체마찰손실?온도T`( CENTIGRADE ) = 20℃?밀도rho `(kg/m ^{3} ) = 1000kg/m ^{3}?파이프 직경D`(m) = 0.02mEx. No유량(L/min)TRIANGLE P(kPa)151.3427.533155.95Ex. No유량( TIMES 10 ^{-4} m ^{3} /s)속도(m/s)Re( TIMES 10 ^{3} )마찰계수fHead lossTRIANGLE h _{1}( TIMES 10 ^{-3} m)Head lossTRIANGLE h _{2}( TIMES 10 ^{-3} m)10.8330.2655.30.00917.8913721.250.3987.960.008216.030632.50.796160.006954.0607a. 유량Ex.1 :{5L} over {min} TIMES {10 ^{-3} m ^{3}} over {L} TIMES {min} over {60s} `=`8.33 TIMES 10 ^{-5} m ^{3} /sEx.2 :{7.5L} over {min} TIMES {10 ^{-3} m ^{3}} over {L} TIMES {min} over {60s} `=`1.25 TIMES 10 ^{-4} m ^{3} /sEx.3 :{15L} over {min} TIMES {10 ^{-3} m ^{3}} over {L} TIMES {min} over {60s} `=`2.5 TIMES 10 ^{-4} m ^{3} /sb. 속도관의 단면적 :{pi (0.02m) ^{2}} over {4} `=`3.14 TIMES 10 ^{-4} m ^{2}Ex.1 :{0.833 TIMES 10 ^{-4} m ^{3} /s} over {3.14 TIMES 10 ^{-4} m ^{2}} `=`0.265m/sEx.2 :{1.25 TIMES 10 ^{-4} m ^{3} /s} over {3.14 TIMES 10 ^{-4} m ^{2}} `=`0.398m/sEx.3 :{2.5 TIMES 10 ^{-4} m ^{3} /s} over {3.14 TIMES 10 ^{-4} m ^{2}} `=`0.796m/sc. Re20 CENTIGRADE 에서nu `=`1.0 TIMES 10 ^{-6} m ^{2} /sEx.1 :Re`=` {DV} over {nu } `=` {0.02m TIMES 0.265m/s} over {1.0 TIMES 10 ^{-6} m ^{2} /s} `=`5.3TIMES10^3Ex.2 :Re`=` {DV} over {nu } `=` {0.02m TIMES 0.398m/s} over {1.0 TIMES 10 ^{-6} m ^{2} /s} = 7.96TIMES10^3Ex.3 :Re`=` {DV} over {nu } `=` {0.02m TIMES 0.796m/s} over {1.0 TIMES 10 ^{-6} m ^{2} /s} =16.0 TIMES 10 ^{3}d.fe. Head lossTRIANGLE h _{1} (계산한 값)Ex.1 :TRIANGLE h _{1} `=` {2 TIMES 0.0091 TIMES (0.265m/s) ^{2} TIMES 1.21m} over {9.8m/s ^{2} TIMES 0.02m} `=`7.89 TIMES 10 ^{-3} mEx.2 :TRIANGLE h _{1} `=` {2 TIMES 0.0082 TIMES (0.398m/s) ^{2} TIMES 1.21m} over {9.8m/s ^{2} TIMES 0.02m} `=`16.0 TIMES 10 ^{-3} mEx.1 :TRIANGLE h _{1} `=` {2 TIMES 0.0069 TIMES (0.796m/s) ^{2} TIMES 1.21m} over {9.8m/s ^{2} TIMES 0.02m} `=`54.0 TIMES 10 ^{-3} mf. Head lossTRIANGLE h _{2} (실제 값)Ex.1 :TRIANGLE h _{2} `=` {1.34} over {9.8} `=`0.137mEx.2 :TRIANGLE h _{2} `=` {3} over {9.8} `=`0.306mEx.3 :TRIANGLE h _{2} `=` {5.95} over {9.8} `=`0.607mQ. 계산한 값과 실제 값 간의 차이가 생기는 이유는?계산한 값과 실제 값 모두 속도가 증가하면 수두 손실이 증가한다. 하지만 두 값은 각각 속도가 0.265m/s, 0.398m/s, 0.796m/s일 때, 실제 값이 계산한 값 보다 17.3배, 19.1배, 11.2배 더 크다. 이렇게 큰 차이가 발생하는 이유는 먼저, 압력차를 측정하는 장비가 압력차를 측정 했을 때 측정 범위가 넓어 정확하게 측정이 되지 않았을 가능성이 크다. 두 번째는 실재하는 유체 중에는 비 점성 유체는 존재하지 않기 때문이다. 이 값을 계산하기위해 사용된 식은 유체가 비압축성 유체라는 가정 하에 도출된 식이다. 따라서 속도가 증가하면 수두 손실이 증가하는 것은 동일하지만, 값에서 큰 차이가 발생하는 것이다.

공학/기술| 2021.06.16| 5페이지| 1,500원| 조회(189)

손실, 유체역학실험, elbow, 수두손실, 관연결부손실, 밸브손실

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유체역학 실험 결과레포트, 레이놀즈 수 실험 결과레포트, 화학공학실험

[유체역학 실험 결과보고서]Reynolds Number and Flow Characteristic수강번호실험 날짜조Exp.1 Reynolds Number and Flow Characteristics이번 실험은 층류, 전이, 난류흐름의 양상을 관찰하고 각 양상의 레이놀즈 수를 직접 구하는 실험이다. 유리벽으로 된 탱크 안에 물을 채우고 유리관을 수평으로 설치한 다음, 밸브로 유량을 조절한다. 물감을 관 입구에 주입하여 실처럼 흐르도록 하고 유량에 따른 흐름의 양상을 관찰함으로써 층류, 전이, 난류흐름을 관찰할 수 있다.1. 이론?층류(laminar flow) : 유속이 느리면 측방향 혼합(lateral mixing)이 없으며, 마치 카드처럼, 인접한 유체 층이 서로 미끄러지듯 지나가며, 교차흐름(cross-current)이나 에디가 생기지 않는다. 즉, 물이 평행한 직선상으로 흐른다.?난류(turbulent flow) : 유량이 증가하여 임계유속(critical velocity)에 도달하면, 물이 더 이상 평행한 직선상으로 흐르지 못하고 점점 흩어지기 시작하여, 마침내 관의 단면 전체에 퍼진다. 물은 더 이상 층류로 흐르지 못하고, 교차흐름과 에디를 형성하면서 멋대로 흐른다.Re`=` {rho vL} over {mu } `=` {vL} over {nu }?v = 유체에 대한 물체의 평균속도 (m/s)?L = 특성 선형 치수 (유체의 이동길이; 수력직경(하천 시스템을 다룰 때)) (m)?mu = 유체의 점성계수 (Pa BULLET s orN BULLET s/m ^{2} orkg/(m BULLET s))?nu = 동적 점성도 (nu `=` mu / rho ) (m ^{2} /s)?rho = 유체의 밀도 (kg/m ^{3})Re < 2,100층류2,100 < Re < 4,000전이영역Re > 4,000난류2. 실험 장비1. 잉크저장용기2. 잉크조절밸브3. 유리관4. 수조5. 유량계6. 물 조절 밸브추가 장비 : 온도계, 스탑워치, 유리관 내부직경 측정 용 마이크로 미터3. 실험 결과?지름D`(m) = 0.05m?온도T`( CENTIGRADE ) = 18CENTIGRADEEx. No유량Q`(10 ^{-4} m ^{3} /s)유량Q`(L/min)속도v`(m/s)동점성도nu `(10 ^{-6} m ^{2} /s)Re상태11.911.40.09681.14400층류22.2813.70.1165273전이32.6315.80.1346090전이43.5721.40.1828273전이54.024.00.2049273난류64.326.00.21910045난류74.9329.60.25111409난류86.0336.20.30713954난류※ 빨간색으로 표시된 상태는 각 상태가 처음으로 변화를 보인 시점이다.?Q(L/min)` -> `Q(m ^{3} /s) :{L} over {min} TIMES {10 ^{-3} m ^{3}} over {L} TIMES {min} over {60s} `=`m ^{3} /s` TIMES {1} over {60000}?A`=` {pi D ^{2}} over {4} `=` {pi (0.05m) ^{2}} over {4} `=`1.963 TIMES 10 ^{-3} m ^{2}?v`(m/s)`=` {Q`(m ^{3} /s)} over {A`(m ^{2} )} `=` {유량(m ^{3} /s)} over {1.963 TIMES 10 ^{-3} m ^{2}}?Re`=` {rho vL} over {mu } `=` {vL} over {nu } `=` {v(0.05m)} over {1.1 TIMES 10 ^{-6} m ^{2} /s}동점성도 = 1.1층류 ( = 11.4)전이 ( = 13.7)난류 ( = 24.000)4. 논의 및 고찰이번 실험은 Osborne Reynolds가 층류, 전이, 난류 흐름을 관찰하고 레이놀즈 수를 도출해낸 실험으로, 각 흐름을 눈으로 관찰할 수 있었다.층류에서는 잉크가 일직선으로 흘렀다. 유량을 증가시키자, 일직선이 흐트러지기 시작하면서 구불구불해졌다. 계속해서 유량을 증가시키자, 잉크가 관 내에 퍼지면서 선의 형태를 잃었다.레이놀즈 수는 2100 이하에서 층류, 2100과 4000 사이에서 전이, 4000 이상에서는 난류이다. 우리 조가 실험으로 얻은 데이터를 기반으로 레이놀즈 수를 계산한 결과 흐름 상태에 상관없이 모든 값이 4000 이상으로, 층류의 레이놀즈 수 값이 도출되었다. 하지만 유량이 증가하면 레이놀즈수가 증가하는 것은 동일했다. 또한 층류가 난류로 변하는 레이놀즈 수는 범위가 아주 넓다. 실제로 층류의 레이놀즈 수는 4400, 난류의 레이놀즈 수는 9273으로 대략 2배 가까이 차이가 난다.오차원인은 첫 번째로 유량계가 고장이 난 상태였다. 10L/min 이하의 값은 측정이 불가하였고, 유량을 미세하게 조절하기 힘들었다. 두 번째로 물 조절 밸브를 이용할 때와 잉크의 흐름을 관찰할 때 수조를 건드려서 흐름의 정확도가 떨어졌다. 세 번째로 유량을 조절할 때 속도를 천천히 증가시키면서 그 양상을 관찰해야 했는데, 유량계의 값이 변화가 느려 먼저 유량을 증가시킨 후 천천히 속도를 감소했다. 즉, 난류가 된 후 층류로 흐름을 변화시켰고 이것이 정확도를 감소시켰을 것이다. 마지막으로 수위를 일정하게 조절했어야 했는데 값을 기록 하느라 일정하게 조절하지 못하였다.

공학/기술| 2021.06.16| 6페이지| 2,000원| 조회(261)

화학공학실험, 레이놀즈수, 유체역학실험, 층류, 난류, 전이, 동점성도

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