[유체역학] 레이놀드 실험
[ 목 차 ]
1. 실험목적
2. Reynolds 이론
- 이론(원리)
3. 실험방법
- 실험기구 및 실험방법
4. 실험결과
- 실험사진
- 관련 계산식
5. 고찰
- 오차 원인 및 해결
- 소감
1. 실험목적
이상 유체가 아닌, 실제 유체의 유동은 점성에 의하여 생기는 현상으로 복잡한 형태의 운동이다. 점성의 영향은 임계레이놀즈수를 기점으로 층류, 난류, 천이영역으로 구분된다.
본 실험은 관내의 유체의 유동상태와 Reynolds 수와의 관계, 층류, 난류의 개념을 이해하며
임계 Reynolds 수를 산출하고, 실제 실험으로 측정된 임계 Reynolds 수와 이론 Reynolds
수와 비교하여 나타나는 오차와 그 원인을 분석한다.
2. Reynolds number의 이론
Reynolds는 수조에 붙어있는 유리관을 통하여 수조의 물을 유출시키면서 동시에 물과 비중이 같은 물감을 분출구로부터 출구로부터 분사시켜 입구로 유입하게끔 하였다. 유량이 적을
경우 물감이 유체내에서 그리는 유맥선은 선명하게 관축에 평행하게 흐른다. 밸브를 열어
유량을 증대시켜 유속을 크게하면 어느 속보 부근에서 물감의 사선은 진동을 일으키고,
불안정 유동이 일어난다. 다시 유량을 증가시키면 관입구로부터 약간 들어온 곳에서 물감의
사선은 파괴되며, 하류는 관 단면 전체에 물감이 확산된다. 이러한 3가지 유동특성은 그림1
에서 보는 바와 같이 각각 층류, 천이유동, 난류라 정의한다.
레이놀드 수는 관성력과 점성력의 비로 정의되어지는데 점성유체의 유동은 뉴턴의 점성법칙
이 적용되어 점성이 낮을수록, 유체의 속도가 빠를수록, 관의 단면적이 클수록 불안정하고
난류화 된다. ( 변수 : 점성, 속도, 관 단면적 )
= =
= 유속, d = 관의 지름, = 유체의 밀도,
= 유체의 점성계수, = / = 유체의 동점성(動粘性) 계수
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2013.12.10
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