내부유동 및 외부유동

소개글

내부유동과 외부유동 특성, 내부유동 산출식, 무차원수에 관한 리포트.

목차

※ 내부 유동
① 특성
② 완전발달 층류유동
③ 완전발달 난류유동
※ 외부 유동
① 특성
② 경계층의 특성
③ 항력
④ 양력
※ 내부 유동 산출식
※ 무차원 수

본문내용

① 특성

→ 유체를 수송하는 도관의 단면이 모두 다는 아니지만 대부분은 원형이다. 그 예로는, 물을 수송하는 파이프나 유압호스 및 기타의 도관들이 있으며, 파이프 벽에 작용하는 파이프 내외의 상당한 압력 차이에 대해서도 변형이 없이 잘 견디도록 설계된다. 특별한 언급이 없는 한 도관의 단면은 원형이라고 가정하고, 이들 토대로 하여 원형이 아닌 경우에 대해서도 고려하기로 한다.

1. 층류 또는 난류 유동

→ 파이프내의 유체유동은 층류 또는 난류 유동이다. 물이 지름 D인 파이프를 평균속도 V로 흐를 때 중간에 뜨는 물감을 분사시키면 다음과 같은 특성이 관찰된다. 충분히 “적은 유량”에 대해서 물감이 유체 내에서 그리는 선은 분자에 의한 확산 때문에 유체 속으로 스며들어 약간 번지기는 하지만 거의 명확한 선을 나타낸다. 충분히 많은 유량과 충분히 적은 유량의 “중간정도의 유량”인 경우는, 물감이 그리는 선은 시간과 공간에 대해 요동하며 간헐적으로 불규칙한 운동형태가 선을 따라 나타난다. 반면에 “충분히 많은 유량”에 대해서는 물감선이 불규칙한 형태로 전 영역에 걸쳐 순간적으로 퍼지고 확산된다. 이러한 3가지 유동특성을 순서대로 각각 층류유동, 천이유동, 난류유동이라고 한다.

2. 입구영역과 완전발달 유동

→ 파이프를 흐르는 유체는 어떠한 것이든지 적절한 곳에서, 파이프로 유입되어야만 한다. 유체가 파이프로 유입되는 입구 근방의 유동영역을 입구영역이라 한다. 입구영역은 탱크에 연결되어 있는 파이프의 입구로 수ft의 거리일수도 있고 화덕에서 나오는 뜨거운 공기를 수송하는 긴 덕트의 처음 얼마간이 될 수 있다.
파이프로 들어가는 유체는 일반적으로 입구에서 거의 균일한 속도 분포를 가진다. 유체가 파이프를 통해 흐를 때 점성효과로 인해 유체가 파이프 벽에 달라붙는다. 이것은 유체가 상대적으로 점성이 무시되는 공기인가 아니면 점성이 큰 기름인가에 따른다. 따라서 파이프의 벽면을 따라 점성 효과가 중요한 경계층이 형성되고 여기서는 초기의 속도분포가 입구영역의 끝까지 파이프의 x방향으로 변한다. 무 차원 입구길이는 Reynolds수와 밀접한 상관관계를 가진다. 입구영역의 길이는

참고 자료

없음