레놀즈수

목차

1. 실험목적
2. 실험이론
3. 실험 장치 및 방법
4. 실험 시 유의사항
5. 실험 결과
6. 실험결과 분석 및 고찰
7. 참고문헌

본문내용

1. 실험목적
실제 유체의 유동은 점성의 존재로 대단히 복잡하게 진행한다. 유체에 점성의 영향은 임계 레이놀즈수를 기점으로 층류와 난류로 구분하는데 그 경계면의 유동을 천이구역이라고 한다.
본 실험은 관의 유동에서 물의 흐름 상태와 층류, 난류의 개념을 이해하고 임계레이놀즈수를 산출하는 데 목적이 있다.

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층류에서 난류로 또는 난류에서 층류로 천이할 때의 유속을 임계속도라 하고 그 때의 레이놀즈수를 임계레이놀즈수라고 한다.
층류에서 난류로 파괴되는 순간의 속도를 임계속도, 이 때의 레이놀즈수의 값을 상임계레이놀즈수라고 한다. 이와 반대로 난류에서 층류로 변화하는 순간의 속도를 하임계속도, 이 때의 레이놀즈수를 하임계레이놀즈수라고 한다.
일반적으로 임계레이놀즈수라고 하면 하임계레이놀즈수를 지칭하고 관유동의 경우에는 보통 2,300으로 취한다.
하임계값은 약 2,000이며 Schiller의 실험에서는 2,300이었다고 하며 하임계값은 약 2,000에서 10,000 또는 그 이상이 된다고도 한다. 이와 값이값이 일정치 않은 것은 관내부로 흐를 때 외부의 영향으로 유체입자의 운동이 달라지기 때문이다.

<중 략>

6. 실험결과 분석 및 고찰
이번 실험에서는 물의 유동을 이용하여 실험 장치로 레이놀즈수를 구해보았다. 레이놀즈수는 유체의 층류와 난류구간을 구분하는 중요한 잣대가 된다. 처음 세 번의 실험으로 상임계레이놀즈수를 구해 보았고 나머지 세 번의 실험에서는 난류에서 층류로 움직임을 포착하여 하임계레이놀즈수를 측정해 보았다. 일반적으로 임계 레이놀즈수라고 부르는 하임레이놀즈수의 값은 상임레이놀즈수의 값과 큰 차이를 보이지 않았고 이론치의 값과 비슷한 값을 얻어냈다.
실험값에서 하임레이놀즈수는 평균적으로 2574.69를 얻어냈다. 이론값이 2000∼2300인 것에 비추어볼 때 성공적인 실험이라는 것을 알 수 있었다. 하지만 실험 중에 오차의 원인으로 작용됐을 것으로 추측되는 몇 가지 사항을 나열해 보겠다.

참고 자료

Introduction to fluid mechanics Fifth edition Fox & Mcdonald 1998
Engineering fluid mechanics Eight edition Clayton. Crowe 김경호 2007
유체역학 허원회, 신현길, 성안당 2008