Friction Factor

소개글

이번 실험은 비압축성 유체가 관을 통해 흐를 때, laminar flow 영역과 turbulent flow 영역, transition 영역에서 Reynolds number와 friction factor와의 상관관계를 알아보고자 하는 실험이다.

목차

1. 서 론 1p

2. 이론적 배경 2p
2. 1 Reynolds number 2p
2. 2 Flow regimes 3p
2. 2. 1 Laminar flow 4p
2. 2. 2 Turbulent flow 4p
2. 2. 3 Transition flow 4p
2. 3 Friction factor 4p
2. 3. 1 Flow of incompressible fluids in pipe 4p
2. 3. 2 Skin friction과 wall shear의 관계 7p
2. 4 Hagen-Poiseuille equation 9p
2. 4. 1 뉴턴 유체의 laminar flow 9p
2. 4. 2 평균유속 11p
2. 4. 3 Hagen-Poiseuille equation 11p
2. 5 Friction factor-Reynolds number data 12p
2. 5. 1 Laminar region 14p
2. 5. 2 Turbulent region 14p
3. 실험방법 16p
3. 1 실험장치 16p
3. 2 실험방법 18p

4. 결 과 19p
4. 1 Data sheets 19p
4. 2 결과계산 18p
4. 2. 1 3/8 inch tube 20p
2. 2. 1 1/4 inch tube 25p
5. 결 론 30p

Nomenclature 35p

Reference 36p
그림 차례


Figure 2.1 2p
Figure 2.2 3p
Figure 2.3 5p
Figure 2.4 6p
Figure 2.5 8p
Figure 2.6 10p
Figure 2.7 12p
Figure 2.8 13p
Figure 2.9 14p
Figure 3.1 16p
Figure 3.2 16p
Figure 3.3 16p
Figure 3.4 17p
Figure 4.1 25p
Figure 4.2 29p
Figure 5.1 30p
Figure 5.2 31p
Figure 5.3 32p
Figure 5.4 32p
Figure 5.5 33p
Figure 5.6 33p


표 차례

Table 2.1 13p
Table 4.1 19p
Table 4.2 20p
Table 4.3 20p
Table 4.4 21p
Table 4.5 22p
Table 4.6 23p
Table 4.7 24p
Table 4.8 25p
Table 4.9 26p
Table 4.10 27p
Table 4.11 28p
Table 4.12 28p

본문내용

1. 서론

이번 실험은 비압축성 유체가 관을 통해 흐를 때, laminar flow 영역과 turbulent flow 영역, transition 영역에서 Reynolds number와 friction factor와의 상관관계를 알아보고자 하는 실험이다.

Re와 f는 어떠한 특정한 상관관계를 가지면서 유체의 흐름을 laminar, turbulent영역으로 구분질 수 있으며 이들 영역사이에는 transition영역이 존재하는데 이를 실험을 통해 확인해볼 수 있다.

두 개의 tube, 1/4 inch tube와 3/8 inch tube에서 실험하였고, 질소 기체를 이용하여 유속을 조절하며 유체를 흘려주었다. 일정 시간동안의 공급되는 물의 유량과 그때의 압력강하를 측정하였다.

이 값을 이용하여 Reynolds number와 friction factor를 계산하여 두 개의 다른 관에 대해서 Reynolds number와 friction factor 와의 상관관계를 알아보고 실험을 통해 얻은 data와 이론적 내용 간의 비교를 통해 결과를 분석하고 유체의 흐름을 이해하는 것이 이번 실험의 목적이다.

2. 이론적 배경
2. 1 Reynolds number
Reynolds number()란 영국의 유체역학자 Osborne Reynolds가 1883년 발견한 것으로 움직이는 유체 내에 물체를 놓거나 유체가 관속을 흐를 때 laminar flow와 turbulent flow의 경계가 되는 값을 말한다.
O.Reynolds는 벽이 유리로 된 탱크 안에 물을 채우고 유리관을 수평으로 설치한 다음, 밸브로 유량을 조절했다. 관 입구는 나팔꽃처럼 벌리고 물감이 든 플라스크를 상부에 설치한 뒤 물감을 관 입구에서 흘려보냈다. 유량이 작을 때는 물감이 흩어지지 않고 곧은 실 모양을 유지하면서 흘러 물이 평행한 직선상으로 흘렀다.

참고 자료

[1] Morton M. Denn, Process Fluid Mechanics p29-49.

[2] 김충수 외 4, Journal of the Institute of Industrial Technology, Vol. 14, pp. 50-54, 2006 전이영역에서 레이놀즈수에 따른 마찰계수 측정,

[3] Warren L. McCabe & Julian C Smith & Peter Harriott , UNIT OPERATIONS OF CHEMICAL ENGINEERING, 7th, McGraw-Hill, P68~97, P98~132, P133~154

[4] 두산 세계 대 백과사전

[5] 공학실험 자료

[6] http://www.wikipedia.org

[7] http://www.eng.man.ac.uk/historic/reynolds/oreynb.htm

[8] http://www.cheresources.com/colebrook2.shtml

[9] http://www.fao.org