레이놀즈 수 유동 실험

목차

1. 제목
2. 실험 개요 및 목적
3. 이론
4. 실험 방법
5. 실험 결과
6. 실험 결과 분석 및 고찰

본문내용

1. 제목 : 레이놀즈 수

2. 실험 개요 및 목적
유체의 유동은 유동특성에 따라 크게 층류유동과 난류유동으로 구분된다. 이 실험은 레이놀즈 수를 기준으로 하여 특성을 파악하는 기본적인 실험으로서 관의 유동에서 물의 흐름상태와 층류 난류의 개념을 이해하고 층류 및 난류를 임의적으로 발생시켜 유동상태를 가시화하여 레이놀즈 수와 유동 형태의 관계를 고찰하는데 목적이 있다.

3. 이론
- 유량
유량은 하천이나 개수로, 관 속을 흐르는 액체에 대해 유선과 직각인 단면을 단위시간에 통과하는 수량이다. 유수의 단면적을 A, 유수의 평균 유속을 V라고 하면 유량 Q=AV 로 나타내며, 그 단위는 ℓ/s, ㎥/s 등으로 표시된다. 일반적으로 유량은 유체의 부피로 나타낸다. 단위 시간에 어떤 단면을 통과하는 유체의 질량을 질량유량이라고 한다.

- 유동의 형태
수로내의 흐름은 층류(Laminar flow)와 난류(Turbulent flow)로 분류할 수 있다. 관로를 통해 물이 흐를 때 관의 입구부에서 색소를 주입하면 색소의 이동양상에 따라 흐름을 구분할 수 있다. 유속이 느릴 경우 물 입자는 상호위치 관계가 흐트러지지 않고 하나의 매끈한 선을 유지하게 된다. 이처럼 흐름이 비교적 완만할 때는 관 벽에 평행하게 흐르고 서로 혼합되지 않는데 이 때의 흐름을 층류라고 한다. 만일 유속을 더욱 증가시키면 물 입자는 흐트러져 흐르며 색소는 관로 전체로 퍼지게 된다. 흐름이 빨라져 격해지면 유선이 불규칙하게 되고 혼합되는데 이때의 흐름을 난류라고 한다.
실제 유체의 유동은 점성의 존재에 의하여 생기는 현상이며 대단히 복잡한 운동을 한다. 점성의 영향은 유체유동을 층류와 난류의 유체유동을 일으키게 한다. 충분히“적은 유량”에 대해서 물감이 유체 내에서 그리는 선(유맥선)은 분자에 의한 확산 때문에 유체 속으로 스며들어 약간 번지기는 하지만 거의 명확한 선을 나타낸다. 충분히 많은 유량과 충분히 적은 유량의 “중간 정도의 유량”인 경우는 물감이 그리는 선은 시간과 공간에 대해 요동하며 불규칙한 운동형태가 선을 따라 나타난다.

참고 자료

없음