점도계를 이용하여 유체의 종류에 따른 점도를 측정하는 실험

목차

1. 실험목적
2. 기초이론
(1) 점성의 정의에 대해 간략히 쓰시오.
(2) 점성에 영향을 주는 요소와 원인을 설명하시오
(3) 점성 영향으로 생기는 유체의 특징을 설명하시오
(4) 점성의 측정원리와 방법에 대해 간략히 설명하시오.
3. 실험방법
4. 실험결과 및 고찰
5. 결론

본문내용

1. 실험목적
모든 유체는 고유의 점성(viscosity)을 갖고 있으며, 이 점성은 특정한 유체의 유동에 큰 영향을 미친다. 유체가 흐르게 되면 이러한 점성의 존재에 기인하여 유체 내에 전단응력이 전달되며 또한, 유체와 고체 경계면에서 유체유동의 평균속도가 0 (Zero)이 되는 no slip 점을 갖게 된다. 본 실험은 점도계를 이용하여 특정한 유체의 점성을 관찰하여 유체 성질을 이해하는데 목적이 있다.

2. 기초이론
(1) 점성의 정의에 대해 간략히 쓰시오.
이상유체가 아닌 모든 실제유체는 점성이라는 성질을 가지며, 점성은 유체 흐름에 저항하 는 값의 크기로 측정된다. 단위 면적당의 힘의 크기로서 점성의 점도를 나타낸다. (viscosity coefficient에 영향을 미치는 인자와 이유) 기체의 점성은 온도가 증가하면같이 증가하는 경향이 있다. 액체의 경우에는 온도가 상승하면 점성은 감소한다. 반대로 온도가 상승하면, 점성은 감소한다. 이런 이유는 기체의 주된 점성 원인이 분자 상호간에 운동이지만, 액체는 분자간의 응집력이 점성을 크게 좌우하기 때문이다. 뉴우튼의 점성법칙에 의하면, 유체의 전단응력은 수직인 방향으로서 속도변화율에 비례한다. 여기서 속도변화율을 속도구배라 한다.
뉴우톤의 점성법칙은 혹은
로 표시되고 여기서 비례상수에 해당하는 μ를 점성계수 또는 절대점성계수(absolute viscosity)라 한다. 점성계수의 차원은 다음과 같다.

점성계수의 단위로는 g/cm sec (= 1dyne·sec/cm2 = 1 poise), lb·sec/in2, slug/ft·sec2 = lb·sec/ft2, kg·sec/m2 등이 쓰이며 특히 poise를 많이 이용하고 있다. 또 유체유동의 방정식에는 μ보다 이것을 밀도 ρ로 나눈 값 가 자주쓰이며, ν를 동점성계수(kinematic viscosity)라한다. 동점성계수의 차원은 L2T-1이며 단위로는 m2/s, ft2/s, cm2/s 등이 쓰이며 특히 cm2/s를 stokes라 하여 동점성계수의 단위로 많이 쓰고 있다.

참고 자료

(1) http://jmic.co.kr/toa_ica_2000.htm
(2) http://jri.co.kr/htm/02catalog_0208.html#top
(3) http://scet.yu.ac.kr/curriculum/Lecture/Exp/Basic/basic3.html
(4) http://eic.changwon.ac.kr/mechalab/lab1/vis/lab1_vis.html
(5) http://www.vissal.co.kr/vissal/v/open.html