단일구 침강 결과레포트

목차

1. Abstract
2. Experiment
3. Result & Discussion
4. Conclusion
5. Reference

본문내용

1. Abstract
이번 실험은 직경이 다른 두 단일 구를 각각 물과 에탄올, 글리세린 혼합용액에 침강시켜보고 구가 유체 안에서 일정한 속도로 이동할 때 일어나는 현상과 그러한 현상이 생긴 원인을 파악하고 실험을 통해 나온 실험값들을 이용해 항력계수와 레이놀즈수를 구해서 항력계수의 이론값과 실험값, 항력계수와 레이놀즈수의 관게를 이해하는 실험이었다. 실험은 슬로우 모션 기능을 이용해 시간을 측정해 종말 속도를 구하고 Ostwald점도계와 비중병을 이용해서 물과 혼합용액의 점도와 밀도를 구했다. 또한 구가 침강할 때 작용하는 알짜힘 방정식을 세워 항력계수의 식을 유도하였다. 이 실험값들로 레이놀즈수와 항력계수를 구하여 점도, 직경, 밀도가 종말속도, 항력계수와 어떠한 관계가 있는지 살펴보고 항력계수와 레이놀즈수의 관계를 확인하였다. 또한 항력계수는 실험값과 이론값에서 차이가 발생하였는데 이 차이가 발생한 원인을 고찰해보았다.

2. Experiment
- 실험방법
(1) 실험에서 사용할 용액은 물과 에탄올, 글리세린 1:1 혼합 용액이었다. 에탄올 글리세린 1:1 혼합 용액은 미리 제조해 놓은 시약이 있어서 따로 혼합하지 않고 그것을 사용하였다. 이 물과 혼합용액을 2000ml의 매스실린더에 담았다. 물은 약 2000ml정도 매스실린더에 담았고, 혼합용액은 약 1700ml 정도 매스실린더에 담았다.

<중 략>

4. Conclusion
이번 실험에서는 단일 구가 침강할 때 구의 직경과 유체에 따른 항력계수와 레이놀즈수의 관계를 살펴보고 항력계수의 실험값과 이론값의 차이를 살펴보는 것이 목적이다. 먼저 종말속도는 유체의 점도가 클수록 구의 직경이 작을수록 커짐을 알 수 있었다. 이번 실험에서는 구의 크기가 작기 때문에 구의 크기 자체는 항력계수의 값에 영향을 별로 받지 않는다는 사실을 확인했다. 또한 마찰력인 점성력을 증가시켜 물체의 뒤쪽에 소용돌이가 생겨서 항력을 증가시키기 때문에 종말속도와 항력계수는 반비례 관계에 있다는 것을 알았다.

참고 자료

양한주 / 유체역학 / p83~p84, p247~p249, p441~p442 / 진샘미디어
2019년도 3학년 1학기 실험 노트 및 OT ppt 자료
강동진 김경훈 외 7명/ 유체역학 / p69~70, p457~p460, p491~p494 / 퍼스트북
송윤섭 외 3명 / 유체역학 / p79~p80 / BOGDOO
서명교, 송주영, 최용희 / 화공단위조작/p53~p58/ 대웅