단일구의 침강속도-예비레포트

소개글

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목차

1. 실험목적
2. 바탕이론
3. 기구 및 시약
4. 실험방법
5. 참고문헌

본문내용

1. 실험 목적
(1) 정지 유체에서 입자가 침강하는 현상을 이해
(2) Drag coefficient와 Reynolds Number의 관계 이해

2. 바탕 이론
(1) 침강 (sedimentation)
유체 중에 들어있는 밀도가 큰 입자가 중력이나 원심력 등 외부 힘의 작용을 받아 그 작용방향으로 진행하는 현상을 말한다. 힘의 종류에 따라 침강을 나눌 수 있는데 원심력의 작용을 받으면 원심력 침강, 중력의 작용을 받으면 중력 침강이라 말한다. 이번 실험에서 침강을 하는 물체는 직경과 비중이 다른 여러 개의 구이며, 정지되어 있는 유체 속에서 침강하기 때문에 중력 침강이라 말할 수 있다.

(2) 침강속도 (sedimentation velocity)
침강이 일어나는 속도를 말한다. 입자가 유체 속에서 침강할 때 중력의 영향을 받는데 처음에는 빠른 속도로 침강이 일어나지만 점차 유체의 저항력이 커지면서 일정속도로 침강한다. 침강속도는 입자의 밀도, 크기, 모양 등에 의해 달라질 수 있으며, 입자의 침강은 뒤에서 다룰 내용인 Stoke’s Law로 설명된다.
침강속도는 입자의 밀도와 크기가 클수록, 모양이 원형에 가깝고 표면이 매끄러울수록, 유체의 온도가 높을수록 빠르고 매질의 밀도와 점성이 클수록 느리다.

(3) 유체 내에서 입자에 작용하는 힘 (force action on particles in the fluid)
유체 내에서 입자는 여러 외력에 의해 이동한다. 입자에 작용하는 외력의 힘은 다음과 같다.

< 중 략 >

(8) 레이놀즈 수와 항력계수 사이의 관계
(Relataionship between Reynolds Number and Drag Factor)
Reynolds Number는 속도와 비례하는 무차원수이며, 항력은 속도의 제곱에 비례한다. 다시 말해서 유속이 빨라지면 Reynolds Number와 항력 둘 다 증가하는데 유체 내의 침강하는 물체가 구형이라면 침강속도를 Reynolds Number에 따라 각 영영에 따라 다른 식을 사용할 수 있다.

참고 자료

안전보건공단 화학물질정보 MSDS
고완석 외 4명, 2003, “단위조작”, 보문당, p32-43
박창호 외 4명, 2001, “단위조작 입문”, 지인당, p395-402
노병준 외 1명, 2006, “유체역학”, 동명사, p288-289
박균영 외 17명, 2001, “화학공학실험”, 국립공주대학교, p59-60