화공실험]레이놀즈수측정실험(결과)

목차

1. 실험제목
2. 실험목적
3. 기기 및 초자
4. 이론적 배경
5. 실험방법
6. 실험결과
7. 조별토의
8. 참고문헌

본문내용

◎유체
전단력(Shear force)을 받았을 때 극히 작다 할지라도 전단력을 받으면 연속적으로 변형 하는 물질을 유체(Fluid)라 한다.
◎Raynolds Number
유동하는 유체 내에 물체를 놓거나 관 속을 유체가 흐를 때에 흐름의 상태를 특징짓는 수치. 일반적으로 레이놀즈수가 같은 경우 한 유체의 거동에 대한 모델링(modeling)을 할 수 있다. 왜냐하면 레이놀즈수가 같은 경우 유체는 같은 거동을 보이기 때문이다. 레이놀즈수는 Newton 유체에서 적용 가능 하며, 층류 전이, 난류로 구분할 수 있다.
Reynolds는 유속 Q, 동점성 계수 , 관의 직경 d로서 층류와 난류를 구분하기 위하여 다음과 같이 무차원수인 Reynolds수를 제안하였다.

< 중 략 >

◎ 층류와 난류
관로 내 흐름에는 층류와 난류가 있고, 층류는 유체가 관로 내를 흐를 때 층을 유지한 채 흐르는 상태를 말하며, 보통 유량이 적은 경우에 나타나는 현상이다.,난류는 유량이 크거나 압력 강하가 적은 경우에 나타난다.
관로중의 일정구간에서 두 점의 압력 취출공 으로부터 취출된 압력 강하와 유량과의 특성 관계을 보면 압력강하와 유량과 비례하는 범위에서의 흐름을 층류라하고, 유량의 2승에 비례하는 유량이 큰 범위에서의 흐름을 난류라 한다.
실제로 원통형 관내의 유속분포를 측정하여 보면 점도가 높은 경우 관 벽과 유체의 마찰력은 크게 작용함으로 유속분포는 변화한다. 유속이 느릴 때는 점도가 낮은 유체가 흐르는 것과 같은 유속분포를 가진다. 즉, 관로내의 흐름이 층류일 때는 관의 단면에서 본 유속은 거의 같은 유속분포가 된다. 즉, 유체의 흐름이 층류로부터 난류로 되는 것은 유량의 크기에 의하나 그것은 유체의 점성의 크기에 좌우됨을 알 수 있다.
유량의 어떤 값을 초과하고, 층류가 난류로 변화되는 한계의 값은 유체의 밀도, 점도, 관로 내경에 의해서 달라지게 된다. 즉 관로 내 흐름 상태를 수치로 표현한 것이 레이놀즈 수이며, 층류 난류로 구분하는 경계치는 2100이다.

참고 자료

최신 화학공학실험(2010), 남영우 교수님, 숭실대출판부 / 일반화학실험 6판