[자연과학][實驗(실험)보고서] 이동현상實驗(실험) - 레이놀즈넘버[Reynolds Number]
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작성일 22-10-27 15:08본문
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1. 실험 목적
Reynolds 실험 장치를 이용하여 관을 통과하는 유체의 흐름 모양을 시각적으로 관찰
하여 층류인지 난류인지 전이영역인지를 파악한다. 원관에 유체가 흐를 경우 관의 내경과 평균(average)유속, 유체의 밀도와 점도로서 나타낼 수 있으며 다음과 같이 레이놀즈 수(Reynolds Number, )를 定義(정의)한다.
2. 실험 theory(이론)
-유량 : 관 속으로 유체가 흐를 경우 흐르는 방향에 직각인 임의의 단면을 단위시 간에 흐르는 유체의 양
-평균(average)유속 : 유량을 유로의 단면적으로 나눈 값
-임계속도 (Critical Velocity) :
-층류(Laminar Flow) 또는 점성류(Viscous Flow)에서 유속이 점점 빨라짐에따라 난류 (Turbulent Flow)로 전이되는 지점의 속도
⑴ 유체의 유속
직경이 D인 원형 관에서 부피유속을 흐름의 단면적으로 나누면 평균(average)유속을 구할 수 있다아
(1-1)
where, : 유량 [ ]
: 유로의 단면적
: 평균(average) 유속 [ ]
: 관의 내경 [ ]
중심부분에서는 최대속도와 평균(average)속도 사이에 대체로 다음과 같은 관계가 성립한다.
(1-3)
where,
레이놀즈 수는 차원이 없는 수(dimensinless number)이다. 또한 각 영역에서 평균(average) 유속의 측
정으로 부터 Reynolds수를 계산하고 기존의 f-NRe 그래프와 비교함으로써 Reynolds
수와 흐름형태(층류, 난류, 전이영역)의 상관관계를 연구한다.
(1-2a)
(1-2b)
⑵ 레이놀즈 수 ( Reynolds Number )
유체의 흐름상태는 유로의 모양과 유체의 성질에 따라 달라진다.