[화학공학 전공실험]reynolds(레이놀즈) 실험보고서

소개글

(1) 층류와 난류의 현상을 관찰하고 그 본질을 이해한다.
(2) 뉴튼유체와 비뉴튼유체의 Reynolds number 에 대한 개념을 이해하고, 실험으로
Reynolds number를 계산한다.
(3) 전이영역에서 유체흐름의 특성을 관찰하고, 임계유속에서의 Reynolds number 를 계산한다.
(4) 완전발달흐름과 전이길이를 이해하고 그 중요성을 안다.

목차

이론
∙층류, 난류와 전이영역
∙관로내 유체의 흐름
∙ Reynolds number
∙완전발달흐름과 전이길이
실험방법
결과및고찰
참고문헌

본문내용

--- 층류(laminar flow)
유체의 질서 정연한 흐름이고 난류와 대비된다.
가는 파이프에 물을 흘릴 경우 가령 잉크를 넣어 흐름의 상태를 관측하면 유속에 따 라 레이놀즈 수가 작을 때에는 색 줄이 직선으로 되고, 물의 각 부분이 파이프 벽에 평형으로 움직이며 서로 섞이지 않는 것을 알 수 있다.
----난류(turbulence flow)
유량을 증가 시키면 임계속도(Critical Velocity)에 이르게 되는데 이때부터 물감줄기가 파형이 되고 점점 없어져서 마침내 물이 흐르는 단면 전체에 퍼진다. 이러한 물감의 이동으로부터 물이 더 이상 층류로 흐르지 않고 교차혼합 흐름 및 소용돌이를 이루며 흐른다는 것을 알 수 있다. 이러한 운동형태가 난류이다.
일반적으로, 흐르는 유체가 고체 경계와 접촉되거나 두 층의 유체가 서로 다른 속도로 흐를 때 난류가 생긴다. 앞의 난류를 벽난류라 하며, 뒤의 것을 자유난류라 한다.
벽난류는 유체가 폐쇄 또는 개방 유로에서 흐를 때나, 흐름 중에 잠겨 있는 고체를 지나서 흐를 때 생긴다. 자유난류는 정체유체중에 분사(噴射) 흐름이 도입 되거나, 경계층이 고체 벽에서 분리되어 유체 본체(bulk)로 흐를 때 생긴다. 난류는 흐르는 유체와 공존하는 여러가지 크기의 소용돌이로 이루어진다. 큰 소 용돌이가 연속적으로 생기고, 이것이 보다 작은 것으로 파괴되며, 다시 보다 작 은 소용돌이를 발생한다. 마지막에는 가장 작은 소용돌이는 사라진다. 일정한 시 간과 부피 중에서는 여러가지 크기의 소용돌이가 존재한다. 가장 큰 소용돌이의 크기는 가장 작은 크기의 난류에 비교된다. 가장 작은 소용돌이의 지름은 약 mm이다. 이보다 작은 소용돌이는 점성 전단에 의하여 빨리 파괴된다. 소용돌이 안에서의 흐름은 층류이다.

참고 자료

(1) McCabe, W. L., Smith, J. C., and Harriott, P., Unit Operations of Chem. Eng., 6th ed McGraw-Hill, pp. 51～63 (2001)
(2) http://ycc7.yc.ac.kr/%7Ekjkyum/html/fluidmtext/6_1.htm
(3) http://www.happycampus.com/report/view.hcam?no=1086368
(4) http://www.happycampus.com/report/view.hcam?no=1034005
(5) http://www.happycampus.com/report/view.hcam?no=1078328
(6) http://www.happycampus.com/report/view.hcam?no=1028778
(7) http://www.happycampus.com/report/view.hcam?no=1010238