[유체실험] Air Bench

목차

1. 제목 : 솔리드 서페이스에서의 경계층
2. 목적
3. 이론
1) 레이놀드 수
2) 경계층
4. 실험방법
5. 고찰및 결과

본문내용

관내 유체 유동의 특성을 가시화하기 위해 레이놀드가 실험장치를 만들었다. 라운딩 처리된 유리관 입구에 가는 관을 삽입하여 물감을 투임하고 관내의 유체 유동속도는 유리탱크의 액체 높이에 의해 조절되고 유리관의 하류쪽의 밸브 개도에 의해 유체속도를 변화시킨다.
평균 유동속도가 작은 영역에서는 관내의 축을 따라 물감이 평행하게 층을 이루면서 흐르는데, 이런 유동을 층류유동 또는 점성유동, 유선형 유동이라 한다. 이 흐름은 각각의 유체입자들의 점성에 의해서 원주의 동심원형상의 층상 유동으로 나타난다. 유체입자는 각각의 유체층내에서 관에 서로 평행한 경로를 따라 운동한다. 밸브개도를 크게 함에 따라 유량이 증가되어 유선이 진동을 일으키고, 파괴되어 서로 뒤섞이는 상태가 되기전 까지는 물감이 층을 이루면서 직선형태로 흐르게 된다. 물감의 유선이 진동을 일으키거나 깨어지게 되는 속도를 임계속도라 하며, 이 임계속도보다 유동속도가 크게 되면 색물감의 층은 물감이 투입되는 지점에서 짧은거리의 하류지점에서부터 유동 전체로 곧바로 확산된다. 이와같이 임계속도보다 더 큰 유동속도를 가진 유동을 난류유동이라 하고, 유체입자는 주 유동방향을 가로지르는 불규칙한 운동을 하며, 불규칙한 형태로 유체입자들끼리 혼합되는 형상을 갖는다. 층류유동에서 유체의 속도는 관중심에서 최대이고 관 중심에서 멀어짐에 따라 점차 속도가 감소되어 관벽에서 영이 된다. 그러나 난류유동속도이 분포는 관직경에 걸쳐 일정하게 나타난다. 따라서 유동특성은 관직경과 유동속도, 유체밀도 및 점성력에 의해 영향을 받는다는 결론을 얻어내고 이들 네가지의 변수들로부터 조합한 무차원수인 레이놀드수를 도출해 냈다.

참고 자료

없음