레이놀즈수 측정실험(기기분석 및 실험)

소개글

이번 실험에서는 유체가 관을 통해 흐르는 형태를 관찰해봄으로써 유체흐름에 대한 층류 및 난류의 개념을 이해하고 레이놀즈수의 개념을 이해한다.

목차

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본문내용

유체 동역학에서 난류는 유체 유동 중에서 무질서하고 비정상성을 가지는 경우를 일컫는 말이다. 난류 유동의 시각화난류 유동에서는 모멘텀 확산이 낮고, 모멘텀 대류가 높으며, 압력 및 속도가 시간 및 공간에 따라 빠르게 변화한다. 난류가 아닌 유동은 층류라고 한다. 생활에서 알기 쉬운 예로, 수도꼭지에서 흐르는 물을 예로 들 수 있다. 수돗물은 유량이 적을 때는 똑바로 떨어지지만, 많이 틀면 갑자기 흐트러지면서 나온다. 이 때 전자가 층류, 후자가 난류이다. 생활에서 볼 수 있는 공기나 물의 유동은 거의 모두가 난류일 뿐만 아니라, 난류에서는 열이나 물질의 확산 효과가 매우 강하기 때문에 공학적으로도 매우 중요하다. 층류와 난류는 레이놀즈 수에 의해서 대체로 구별할 수 있으며, 레이놀즈 수의 값이 크면 난류이다. 예를 들어 파이프 내의 유동에서는 그 기준을 레이놀즈 수 약 2,300 정도로 삼는다. 그러나 이는 대략적인 값이기 때문에, 예를 들어 레이놀즈 수 약 2,100 이하이면 층류, 4,000 이상이면 난류이고, 그 사이 값에서는 transition flow로 간주하기도 한다. 파이프라인을 설계할 경우, 난류는 층류에 비해 펌프(혹은 팬)의 에너지를 더 많이 소비한다. 반면 열교환기나 반응로를 설계할 경우에는, 난류가 열전달이나 혼합을 크게 증대시킨다.

참고 자료

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