유출류 예비레포트

소개글

유출류 실험에 대한 예비레포트입니다.

목차

실험목적
실험이론
기구및시약
실험방법

본문내용

유 출 류
★ 실험목적
관, 덕트, 유로 등에서의 흐름처럼 아주 중요하고 실제적인 1차원 정상흐름에서 마찰항을 다룬다. 거시적 에너지(에너지 보존 법칙) 및 물질 수지식을 유출탱크에 적용하여 만든 이론식을 실제 실험에 적용하여 유체의 유출시간을 측정하고 통과하는 관의 직경 ,길이 및 유체흐름의 상태(층류, 난류)와의 상관관계를 알아본다
★ 실험이론
1) Hagen-Poiseuille 식
모멘텀 수지식으로부터 식을 얻으면, 압력구배의 식을 얻을 수 있다.
(1)
<그림 1> Fluid Element At Steady-Flow In Pipe For Hagen-Poiseuille Eq.
수평한 원형관 속에 흐르는 Uncompressible, Newtonian Laminar Flow를 생각한다. x축 방향으로 가속은 없다고 가정하며, 따라서 x방향으로는 외부의 어떤 힘도 작용하지 않는다. 양 끝단에는 반대방향으로 압력이 작용하는데, 그 합은
(2)
유체와 관의 벽 사이에는 마찰이 작용하며 그 크기는
(3)
where,
이 Pressure Force와 Shear Force는 X축으로 작용하는 유일한 힘이고 힘들의 합은 0이므로, 두 힘은 크기가 같고 방향이 반대이다. 그러므로
(4)
점성의 정의로부터
(5)
이므로, (4)식과 (5)식을 같게 놓으면
(6)
압력구배 는 반지름 에 의존하지 않으므로, (2)식을 변수분리하여 적분하면,
(7)
이때, 벽에서의 유속이 Zero라고 가정하면,
그러므로,

(8)
관의 중심()에서 유속은 최대값을 가지므로
(9)
관의 단면에서 를 적분하면 부피유속을 얻을 수 있다.

참고 자료

없음