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[자연과학][유체역학] 레이놀즈수 실험 보고서

등록일 : 2013-11-28
갱신일 : 2013-11-28


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[자연과학][유체역학] 레이놀즈수 실험 보고서
[유체역학] 레이놀즈수 실험 보고서
실험 목적

레이놀즈수 측정 실험 장치를 통하여 유속 변화에 따른 관을 통과하는 유체의 흐름 모양을 시각적으로 관찰하여 이 유체의 흐름이 층류인지 난류인지를 파악한 후 각각의 평균 유속을 측정하여 레이놀즈수를 계산하고 레이놀즈 수와 파이프내의 유체의 흐름형태 (층류, 난류, 천이영역)의 상관관계를 이해하여, 완전발달흐름과 전이 길이를 이해하기 위함. 아울러 장치의 조작 방법을 습득한다.

ⓛ 층류와 난류의 현상을 관찰하고 그 본질을 이해한다.

② 천이영역에서 유체의 흐름의 특성을 관찰하고,
임계유속에서의 레이놀즈 수를 계산한다.

③ 완전발달흐름과 천이길이를 이해하고 그 중요성을 안다.

` 레이놀드 실험장치 `
이론
1. Reynolds Number ( )
레이놀드 수는1883년에 영국 맨체스터대학교 교수인 Reynolds가 창안한 수로서 유체의 입자가 서로 층을 이루면서 선적으로 미끄러지는 층류와 서로의 유체입자가 불규칙 운동을 하면서 상호간에 격렬한 운동을 일으키는 난류를 구분하는 무차원수이다.
층류가 난류로 바뀌기 시작하는 임계속도는 튜브의 지름, 액체의 점도, 밀도 및 평균 유속 등 네 가지 값에 좌우됨을 알아냈다. 그는 또한 이 네 가지를 하나의 군으로 조합하면, 이 군의 값에 따라 흐름의 종류가 달라짐을 알았다. 그는 변수를 다 같이 묶었다.

(1)

여기에서 D = 튜브지름
= 액체의 평균유속
= 액체의 점도
= 액체의 밀도
= 액체의 운동점도

이 식으로 정의되는 변수의 무차원군을 Reynolds Number 라 한다. 이것은 이름이 있는 무차원군 중의 하나이며, 이 값은 변수의 단위가 일관성이 있으면 사용하는 단위계의 종류와 무관하다. 더욱, 관찰한 바에 따르면, 층류…(생략)

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