레이놀즈수측정실험

소개글

레이놀즈수 측정 실험 보고서

목차

실험 결과 요약

유 체 공 학 실 험 보 고
1. 실험 목적
2. 실험 관련 이론
3. 실험장치 및 방법
4. 실험 결과 및 토의
<실험치와 이론치의 오차의 이유와 제거법>
5. 참고문헌

본문내용

실험 결과 요약

이번 실험은 수조 내의 물이 유리관을 통하여 흐르는 동시에 유리관의 중간에 염료도 작 은 모세관을 통하여 물과 같이 흐르게 하며, 유량 조절 밸브로 유리관 속의 물의 속도를 조절하여 물의 층류와 난류 상태를 파악할 수 있는 레이놀즈수 측정의 가장 기초적인 실 험이다. 실험에 앞서 저수탱크 내 물에 진동이나 충격이 가해지면 물의 유동에 직접적인 영향이 있으므로 실험장치 주변을 최대한 안정적인 상태로 유지하도록 한다. 크게 두 번 의 실험을 통해 층류에서 난류로 변할 때의 상임계 레이놀즈수와 난류에서 층류로 변할 때의 하임계 레이놀즈수를 구하고 책에 나온 실용적인 레이놀즈수와 비교해본다.
일반적으로 상임계 레이놀즈수는 4000이상으로 알려져 있다. 하임계 레이놀즈수는 책의 저자 또는 연구자에 따라서 레이놀즈수가 약간 다를 수 있는데 2300 대신 2000 또는 2100 을 택하는 경우도 있다.
이번 실험의 결과 값(유량 Q)을 이용하여 상·하임계 레이놀즈수를 구하고 이론치와 비교 해 봤는데 너무나 큰 오차가 발생했다. 오차발생 원인에 대해 생각해보면, 가장 큰 이유는 이론적으로만 배웠던 층류·난류유동을 실제로 유리관을 통해 흐르는 염료의 움직임에 적 용을 못했다. 즉, 층류 유동은 눈으로 쉽게 파악할 수 있었지만, 난류 유동은 어느 지점부 터 천이영역을 지나 난류유동으로 변하는지 파악하기가 애매했다. 실험치 상임계레이놀즈 수가 1120이 나왔다는 것은 우리 조가 측정 당시 난류 유동이라 판단한 상황이 사실은 층 류 유동이었다는 것을 알 수 있다. 그 외에 유량조절밸브의 조작 미숙과 배수되는 물의 양의 시간측정에서 오차가 발생했다.
비록 실험은 실패하였지만, 속도의 증가에 따른 레이놀즈수의 증가를 알 수 있었고 눈으 로 유리관을 확인할 때 보다 정확한 유동상태를 확인하기 위해서는 입구길이를 고려하여 완전히 발달된 유동 구간, 즉 유리관의 중간이후 부분에서 염료의 움직임을 관찰하도록 한다.

참고 자료

유체역학, 사이텍 미디어.
유상신, 유정열, 박재형, 장근식, 서상호, 이병권, 이계한, 신세현 공저.