관유체 유동

소개글

유체역학 수업에서 리포트로 제출한 것입니다. 관내 유체의 흐름을 체계적으로 실험한것에 대한 결과를 리포트로 제출하였습니다. 대학원 리포트로도 손색이 없으리라 생각됩니다.

목차

1. 실험 개요 및 목적

2. 실험내용 및 관련이론
2-1. viscosity
2-2. Laminar and turbulent flow in pipe
2-3. 완전 발달
2-4. 층류 유동과 난류 유동

3. 실험장치 구성
3.1 사용방법

4. 실험절차 및 결과정리 방법
4.1 실험절차
4.2 실험 방법

5. 실험 결과

6. 결과 및 고찰

본문내용

1. 실험 개요 및 목적
내부 유동에서의 층류와 난류를 유동가시화를 이용한 실험적 방법으로 정성적으로 관찰한다. 관유동 실험 장치를 이용하여 관을 통과하는 유체의 Reynolds 수를 계산하고 색소를 이용하여 시각적으로 관찰한 후 Reynolds 수와 흐름형태(층류, 난류, 천이영역)의 관계를 파악한다.

2. 실험내용 및 관련이론
2-1. viscosity
- 유체의 유동 특성을 지배하는 요소로서 유체 분자 간 또는 유체 분자와 고체 경계면 사 이에서와 같이 서로 인접하여 상대운동을 하는 유체층 사이에 마찰력을 유발하는 성질을 말하며 이는 유체 분자의 응집력 및 유체 분자간의 상호작용으로 생긴다.

- 다음과 같이 전단응력 τ와 속도구배 간의 비례상수 μ를 점성계수(viscosity)라고 하 며 점성계수가 일정하면 뉴튼 유체라고 하고, 그렇지 않고 변하면 비뉴튼 유체라고 한다.

일반적으로 점성계수 μ대신 동점성계수(kinematic viscosity)를 많이 사용한다.

2-2. Laminar and turbulent flow in pipe
- Pipe 내의 유체 흐름의 형태는 무차원화 된 Reynolds 수 ()에 따라서 층류 (laminar)와 난류(turbulent flow) 로 나눌 수 있는데, 층류구간에서는 낮은 속도 영역으 로 유체의 흐름이 규칙적이며 속도 변동이 적고, 난류구간은 높은 속도 영역, 즉 높은 Reynolds 수일 때로 유동이 불규칙적이며 속도 변동이 많아지고 섞임현상(mixing rate) 도 높아지게 된다. 관유동에서 이러한 층류에서 난류로 천이하는 임계 Reynolds 수는 약 2300정도이다.

참고 자료

직접 실험하여 작성하였습니다.