[화학공학실험] 단일구의 침강속도 측정

소개글

단일구의 침강속도 측정 실험 보고서 입니다.[A+]
단일구에 의한 항력계수와 Reynolds수의 관계에 대해서도 자세하게 수록하였습니다.
실험 장치의 사진이 첨부되어 있고 실험 결과를 표로 깔끔하게 정리 하였으며 더불어 자세한 부연설명이 있어 이해하시는데 도움이 될 것입니다.
참고하셔서 좋은 성적 거두시길 바랍니다.

목차

요약
실험목적
이론
실험장치 및 방법
실험결과 및 고찰
결론
사용기호
참고문헌

본문내용

본 실험에서는 중력 하에서 여러 종류의 단일구가 물과 글리세린을 통해 침강할 때, 침강속도를 구하고, 이를 통하여 항력계수와 레이놀즈수와의 관계를 알아보는 것을 목적으로 하였다. 실험 방법은 먼저 실험에 사용된 단일구의 직경과 질량을 측정하고, 물과 글리세린에서의 침강 시간을 각각 측정하여 기록하였다. 실험 결과 단일구의 직경과 질량이 클수록 물과 글리세린에서의 침강속도는 빠르게 타나났고, 단일구의 직경, 질량, 밀도, 침강속도, 액체의 점도 등의 측정값을 이용하여 레이놀즈수와 항력 계수를 구하였는데 그 결과 글리세린에서의 항력계수가 물보다 더 컸다. 그리고 레이놀즈수와 항력 계수는 서로 반비례한다는 것을 알 수 있었다.

1. 실험 목적

본 실험에서는 중력 하에서 여러 종류의 단일구가 물과 글리세린을 통해 침강할 때, 침강속도를 구하였고, 이를 통하여 항력계수와 레이놀즈수와의 관계를 알아보았다.


2. 이 론

2.1 항력 (Drag force)

물체가 유체 내에서 운동할 때 받는 저항력과 두 물체가 접촉하면서 움직일 때 접촉면에 작용하는 힘을 말하며 저항·유체저항이라고도 한다.
물체가 유체 내에서 운동하면 저항력을 받는데, 반대로 흐르는 유체 내에 물체가 정지해 있어도 저항력을 받는다. 나무판을 흐르는 유체 속에 유체의 흐름방향에 대해서 경사지게 놓았을 때 나무판에는 두 힘이 작용하게 된다. 하나는 유체의 흐름방향에 흘려보내려는 힘과, 흐름방향에 수직으로 작용하는 힘(揚力)이다.
항력은 흐름방향으로 작용하는 힘이다. 항력의 크기는 흐름의 속도를 v, 유체의 밀도를 ρ, 나무판의 단면적을 S라 하면 cρSv2/2이 된다. 여기서 c는 나무판의 단면의 형태와 나무판이 흐름방향에 대한 기울기에 의해서 결정되는 상수로 보통 이것을 항력계수(drag coefficient)라 한다. 물체가 유체 속을 초음속으로 운동하거나 수면상을 수파(물결파보다 빠른 속도로 나아갈 때에는 충격파가 생겨 에너지를 잃게 되므로, 위에 말한 저항과는 다른 저항을 받게 되는데, 이것을 조파저항이라 한다[1].

참고 자료

없음