Reynolds number- 예비

목차

1. 실험 목적
2. 바탕 이론
3. 실험장치 및 시약
4. 실험 방법
5. 참고 문헌

본문내용

1. 실험 목적
물감을 이용하여 유체가 관을 흐르는 모양을 관찰한다. 유량을 조절하며 층류, 난류, 전이영역의 경계를 찾고 유속을 구한다. 이를 통해 유속과 유체 흐름의 형태에 대한 관계를 알아본다. Reynolds 수 또한 구해보고 유체의 흐름 형태에 어떤 영향을 미치는지 알아본다.

2. 바탕 이론
1) 층류(laminar flow)
층류란 유체가 평행한 층을 이루어 흐르면서 이 층 사이가 흐트러지지 않고 움직이는 것을 말한다. 유체의 점성력이 지배적이며 외란이 있어도 그것이 감쇠하는 흐름의 상태를 말한다. 관성력에 비해 점성력이 지배하는 흐름이다. 파이프에 물을 흘리는데 잉크를 넣어 흐름의 상태를 관측하는 이번 실험의 경우 유속에 따라 레이놀즈수가 작을 때(<2000)는 잉크의 흐름이 직선으로 나타나고, 물의 각 부분이 파이프 벽에 평행하게 움직이며 서로 섞이지 않음을 확인할 수 있다. 이러한 흐름을 층류라고 한다.

2) 난류(turbulent flow)
난류란 유체 유동 중에서 무질서하고 비정상성을 가지는 것을 말한다. 난류는 한 점에서 속도와 방향이 계속 변화하므로 불규칙하게 움직이면서 서로 섞이는 흐름이다. 대부분의 유체의 흐름 형태는 난류이다. 하지만 관의 내면 또는 점성이 큰 유체가 폭이 좁은 수로를 천천히 흐르는 경우처럼 물체의 표면과 매우 가까운 부분에서는 층류의 형태도 나타난다. 점성력에 비해 관성력이 지배하는 흐름이다. 일상에서 층류와 난류를 볼 수 있는 가장 쉬운 예로는 담배 연기가 있다. 담배연기는 처음 어느 정도 높이까지는 흐트러짐 없이 올라 가다가, 즉 층류로 흐르다가 어느 순간 흐름이 흐트러지게 되는 난류가 된다.

참고 자료

김충수 외 4명, 전이영역에서 레이놀즈수에 따른 마찰계수 측정, Journal of the Institute of Industrial Technology, Vol. 14, p 50-54 (2006)
John M. Cimbala, Yunus A. Cengel (2013) "Cimbala&Cengel의 유체역학”, 지필미디어, p234-236
R. C. Hibbeler (2015), "유체역학 Fluid Mechanics", 시그마프레스, p19-25
송승화 외 6명, 침강하는 물체의 종말 속도 측정을 통한 항력계수 평가, Journal of the Institute of Industrial Technology, vol.14, p 43-49 (2006)