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화학공학 - 레이놀즈 실험
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실험제목
결과 - 레이놀즈
년반조일
실험목적
레이놀즈 실험 장치를 사용하여 층류와 난류의 상태를 관찰함과
동시에 층류와 난류의 경계선이 되는 한계흐름에 해당하는 한계 유속과 한계 레이놀즈수를 구할 수 있다.
학번
성명
기기 및 초자
1) 레이놀즈 실험 장치(유리관은 지름 2.5cm 이하, 길이 1m 이상)
2) 착색액(아닐린 염료, 빨간 잉크)
3) 비커(2L)
4) 메스실린더(2L)
5) 초시계
6) 온도계
7) 자(유리관 안지름 측정용)
이론적 배경
1) 물의 흐름 종류는 유속의 크기에 따라(속도의 빠르기) 분류된다.
➀ 층류 (層流 laminar flow) :유체의 각 부분
들이 상호 얽힘 없이 질서정연하게 흐르는 상태.
흐름이 균일한 물속에 원기둥을 놓을 경우
유속이 작으면 물은 물체를 우회하면서 변함
없이 정상적으로 흘러간다. 이때에 물의 유선
(流線)은 교차되지 않는다. 이런 흐름을 층류
라고 한다. 유속이 커지면 물체의 뒤쪽(하류)에
유선이 끊긴 소용돌이가 발생하게 된다. 유속을
더욱 크게 하면 발생한 소용돌이는 원기둥에서
멀어져 전체 흐름을 따라 하류 쪽으로 흘러가게
된다. 이 상태를 난류(亂流)의 발생이라고 한다.
그러나 원기둥에서 조금 떨어진 곳에서는 흐름이 정상적이고 유선은 규칙적인 모양을 하고 있으며 층류의 상태를 유지한다.
➁ 난류 (亂流 turbulence) : 각 점에서의 속도의 크기와 방향이 시간적으로 변동하는 유체의 흐름. 강의 흐름을 보면 바위나 교각 등 장애물의 상류쪽에서는 흐름이 완만하지만, 하류쪽에서는 크고 작은 여러가지 소용돌이가 나타나며 흐름은 매우 불규칙하고 복잡하다. 이와 같이 난잡한 흐름을 난류라 하고, 완만한 유선의 흐름을 층류(層流)라 한다.
➂ 층류와 난류의 경계층 유속을 한계유속이라 하는데 다음과 같이 상한계유속과 하한계유속이 있다.
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2013.04.03
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