[수리 실험][예비]레이놀즈 수 측정

소개글

예비 보고서에서는 목적, 장치, 이론, 절차 등에 대한 전반적인 내용을 다루고 있습니다.
결과 보고서에는 실측 DATA에 대한 분석 및 고찰이 있습니다.

목차

1. 목적
2. 장치
3. 이론
4. 절차
5. 문헌 분류

본문내용

1. 실험목적
이상 유체가 아닌, 실제 유체의 유동은 점성에 의하여 생기는 현상으로 매우 복잡한 형태의 운동이다. 점성의 영향은 층류와 난류의 유채 유동을 일으키며, 파이프내의 유체 유동을 통해서 확인 할 수 있다. 이번 실험은 관내의 유체의 흐름상태와 레이놀드수와의 관계 및 층류, 난류의 개념을 이해하고 임계 레이놀드수를 산출하는데 있다.

3. 이론
Reynolds는 수조에 붙어 있는 유리관을 통하여 수조의 물을 유출시키면서, 동시에 물과 비중이 같은 염료수를, 분출구로부터 분출시켜 유리관에 유입하게끔 하였다. 유리관을 흐르는 유량이 비교적 작을 때에는 염료수는 선명한 선을 그리면서 관축에 평행하게 흐르는 것을 관찰할 수 있다. 이러한 유동의 정의로부터 층류유동이라는 것을 알 수 있다. 밸브를 열어 유량을 증대시켜 유속을 크게하면 어느 속도 부근에서 염료수의 사선은 진동을 일으키고, 순간 순간 끊겼다 이어졌다하는 불안정 유동이 일어난다. 이 불안정한 유동은 층류로부터 난류로 천이 하는 유동이므로 천이유동(transition flow)이라 한다. 다시 유량을 증가시키면 관입구로부터 약간 들어온 곳에서 염료수의 사선은 파괴되며, 하류는 관 단면 전체에 염료수가 확산된다. 이 불규칙한 유동을 난류라 정의하였다.
파이프 유동에 있어서 가장 중요한 무차원 매개변수는 유동중의 관성효과와 점성효과의 비인 Reynold수 Re이다. 그러므로 앞에서의 유량항은 Reynold수 로 대체되어야 하며, 여기서V는 파이프내의 평균속도이다. 즉, 파이프내의 유동이 층류유동, 천이유동, 또는 난류유동이라는 것은 Reynold수가 “충분히 작다”, “중간이다”, 또는 “충분히 크다”는 것이 된다. 유동특성을 결정하는 것으로는 유체의 속도뿐만 아니라 유체의 밀도, 점성계수 그리고 파이프의 크기도 비슷하게 중요하다.

참고 자료

유체역학
배신철외 공역
Instroduction to
Fluid Mechanics
Robert W.Fox,
Alan T.McDonald
유체역학
김병하외 공역
유체역학
고형중외 공역