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자연과학 업로드 유체역학 실험 - 레이놀즈수(Reynolds) 실험

[자연과학] 유체역학 실험 - 레이놀즈수(Reynolds) 실험

1.제목

2.요약

3.서론

4.본론

(1)유체

(2)층류와 난류

(3)레이놀즈수 (Reynolds number)

(4)천이영역

(5)완전 발달흐름과 전이길이

(6)실험 장치

(7)결과

(8)고찰

5. 결론

6. 참고문헌

1. 제목 : Reynolds 실험

2. 요약문

레이놀즈수 실험은 층류와 난류 그리고 천이영역을 확인하기 위해 하는 실험으로써 실험 장치에 물을 살살 채워 넣어 유속을 일정하게 유지시킨 다음 수조위의 용기에 잉크를 주입한다. 밸브를 열어서 관으로 잉크를 흘리고 물의 양을 조절하여 유속이 변화할 수 있도록 한다. 잉크의 흐름이 일정하면 층류이다. 층류는 유체의 질서 정연한 흐름이고 난류와 대비된다. 그때의 유속을 알기위하여 일정시간동안 물을 받아서 양을 잰다. 그리고 나서 밸브를 조절해 유량을 증가 시킨다. 층류와 난류의 중간에 애매한 흐름 상태를 천이영역이라고 한다. 이 영역이 보인다면 층류와 같이 물을 받아 양을 잰다. 유량을 더 증가 시키면 임계속도에 이르게 되는데 이때부터 물감줄기가 파형이 되고 점점 없어져서 마침내 물이 흐르는 단면 전체에 퍼진다. 이러한 잉크의 이동으로 부터 물이 더 이상 층류로 흐르지 않고 교차혼합 흐름 및 소용돌이를 이루며 흐른다는 것을 알 수 있다. 이러한 운동형태가 난류이다. 난류도 잉크의 흐름을 확인한 후 시간을 재서 그 시간동안 물을 받는다. 이걸 각각 3회 정도 반복하여 실험한다. 실험한 값을 바탕으로 문헌을 참고하여 레이놀즈수를 구할 수 있다. 물의 양으로 평균유속을 계산하고 관의내경과 유체의 점도, 밀도, 동점성계수를 알아내 레이놀즈수를 구한다. 그런 다음 실험값이랑 이론값이랑 비교해 보았다.

3. 서론

레이놀즈수 측정 실험 장치를 통하여 유속 변화에 따른 관을 통과하는 유체의 흐름 모양을 시각적으로 관찰하여 이 유체의 흐름이 층류인지 난류인지를 파악한 후 각각의 평균 유속을 측정하여 레이놀즈수를 계산하고 Reynolds 수와 파이프내의 유체의 흐름형태 (층류, 난류, 전이영역)의 상관관계를 이해하여, 완전발달흐름과 전이 길이를 이해한다. 아울러 장치의 조작 방법을 습득한다.

ⓛ 층류와 난류의 현상을 관찰하고 그 본질을 이해한다.

② 뉴턴유체와 비뉴턴유체의 Reynolds number에 대한 개념을 이해하고,

실험으로 Reynolds number를 계산한다.

③전이영역에서 유체의 흐름의 특성을 관찰하고,

임계유속에서의 Reynolds number를 계산한다.

④완전발달흐름과 전이길이를 이해하고 그 중요성을 안다

4. 본론

어떤 유체(fluid)가 관(pipe)이나 도관(conduit)을 통해서 흐를 때 여러 가지 조건으로 흐르게 되나 흐름은 역시 두 가지 모양으로 흐르게 된다.

즉 층류(Laminar Flow)와 난류(Turbulent Flow)의 흐름인데 이것은 관의 직경 D와 유체의 속도 v,밀도 ρ 및 점도 μ 의 관계에서 얻을 수 있는데 이 수를 레이놀드수라 한다. 본 실험은 Reynolds 실험 장치를 이용하여 관을 통과하는 유체의 흐름 모양을 시각적으로 관찰하여 층류인지 난류인지 전이영역인지를 파악한다. 그 후 각 영역에서 평균 유속의 측정으로부터 Reynolds수를 계산하고 Reynolds 수와 흐름형태(층류, 난류, 전이영역,) 의 상관관계를 연구한다. 실제 유체의 유동은 점성에 의한 마찰로 인해 이상유체의 유동보다 대단히 복잡하다. 점성의 영향은 유동을 방해한다. 유체의 유동은 점성의 영향을 많이 받아 유동의 흐름에 방해를 받는다. 일정한 동점성계수(즉, 동일한 유체)는 동일한 관에서의 Re수의 차이는 속도 즉 유량에 관계가 있는 것으로 보고 흐름상태, 레이놀즈수와의 관계 및 층류와 난류의 개념을 이해하고 유량(속도)을 달리함으로써 천이유동에서의 임계 Re를 구한다.

(1)유체

액체, 기체, 증기 등을 통틀어서 일컫는 말이다.

유체는

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자료제목 : 자연과학 업로드 유체역학 실험 - 레이놀즈수(Reynolds) 실험

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키워드 : 자연과학,유체역학,실험,레이놀즈수,Reynolds,업로드

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