단일구의 침강속도 (예비)

소개글

단일구의 침강속도에 관한

예비레포트입니다. 열심히 조사했어요 ^^

목차

Ⅰ. 서론
1) 실험목적
2) 실험이론
(1) 구형입자에 작용하는 힘
(2) 항력 (Drag)
(3) 항력의 종류
① 마찰항력 (Friction drag)
② 압력항력 (Pressure drag)
③ 수직항력 (Normal drag)
3) 기구 및 시약
4) 장치의 구조 및 명칭
5) 실험 방법

본문내용

Ⅰ. 서론

1) 실험목적

중력 하에서 구가 정지 유체 속에서 침강할 때 유체의 운동, 구 주위에서 작용하는 힘들의 종류와 분포를 이해하고, 항력과 항력계수, Reynolds Number와 운동과의 관계에 대해 알아보는 것이 이 실험의 목적이다. 구의 침강속도, 항력, 정지유체의 밀도와 점성 계수 등을 이용하여, 유체의 흐름에 관하여 알아보고, 항력과 항력계수를 구하여 보아 문헌 치와 비교해 보도록 한다.


2) 실험이론

(1) 구형입자에 작용하는 힘

정지 유체 (기체 또는 액체)속에 놓여 있는 구형입자에 작용하는 힘은 중력, 부력 그리고 저항력이다. 부력과 저항력은 중력과 반대방향으로 작용하는 힘이므로 부호가 반대이고, 이들 세가지 힘의 합이 구형입자에 작용하는 힘이 된다.
구에 대한 수직방향으로 힘의 수지는
(1)

여기서,





구가 종말속도(terminal velocity) 또는 침강속도 (settling velocity)에 이르면 는 일정하므로 =0 이다. 따라서, 식(1)은 다음과 같이 나타낼 수 있다.

(2)
항력()을 정의하면 다음 식과 같다.
(3)
여기서, =항력계수 (drag coefficient)
식(2)와 (3)으로부터 Cd는 침강속도 U값에 따라 영향을 미치며 다음과 같이 구할 수 있다.

참고 자료

단위조작실험(김학준 저, 경남대학교) p. 122 ~ 126
화공 유체역학 제2판(Noel de Nevers 원 저 이태희 외 1인 공역) p. 225 ~ 228