레이놀즈예비최종본

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레이놀즈

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본문내용

1. 실험목적
Reynolds 실험장치를 이용하여 관을 통과하는 유체의 흐름 모양을 시각적으로 관찰하여 층류인지 난류인지 전이영역인지를 파악한다. 또한 각 영역에서 평균 유속의 측정으로부터 Reynolds수를 계산하고 기존의 f-NRe 그래프와 비교함으로써 Reynolds 수와 흐름형태(층류,난류,전이영역)의 상관 관계를 연구한다.
2. 실험이론
유체의 흐름은 속도에 따라 저속에서는 층류(laminar flow)로, 고속일 때는 난류(turbulent flow)의 흐름 특성을 가진다. 층류란 유체가 층의 형태를 이루어 나란히 흐트러지지 않고 흐르는 것을 말하고, 난류란 유체가 불규칙하게 뒤섞이어 흐르는 것을 말한다.
유체의 흐름이 층류에서 난류로 바뀌는 것을 천이(transition)라 하고, 천이가 일어나는 레이놀즈수를 임계 레이놀즈수(critical reynolds number)라 한다. 즉, 레이놀즈수가 어느 정도를 넘으면 층류는 난류로 변한다. 레이놀즈수는 이러한 유체 흐름의 특성을 규정할 때 사용한다. 대단히 안정한 상태에서 파이프유동의 경우 레이놀즈수 3200에서 천이가 이루어 지기도 하나 평판의 경우는 5*에서 이루어지기도 한다.
층류, 전이이름, 난류의 비교
층 류
천 이 영 역
난 류
물가 선의 거동
Dye in 직선적인 흐름
층류와 난류 사이에서 진동하는 흐름
Dye in
불규칙적인 흐름
압력 강하
Q10에 비례
한 값에서 다른 값으로 진동한다. 측정이 아주 어렵다.
아주 매끈한 관:Q10 에 비례. 아주거친관:Q20 에 비례

참고 자료

유체역학 5판, 사이텍 미디어, 유상신, 서상호 역 2000