유체 공학 - 레이놀드수 결과

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유체 공학 - 레이놀드수 결과에 대한 보고서 자료입니다.

본문내용

지 않았나
싶다.
② 신뢰도가 떨어지는 수동적인 측정
- 조원이 호흡을 맞춰가며 한명은 물의 부피를 재고 한명은 스톱와치를 작동시킨다고 할 때 아무리 순발력이 뛰어난 운동선수라도 정확한 측정을 기대하긴 어렵다. 또한 레이놀 드수가 2100에서 4000사이의 혼합류의 유동형태가 애매하기 때문에 측정하는데 있어서 어려움이 있다. 기계적인 장치를 이용하면 이 오차의 문제는 해결되겠지만 경제적으로 비례관계가 맞지 않을 듯 싶다.
결 론
비교적 원하는 결과값을 얻었다. 실험은 무난했으며 오차의 원인으로 인한 약간의 오차값을 감안한다면 만족스러운 실험이 아니었나 싶다.
실험실에 준비되어있는 레이놀즈 수 측정 실험장치는 너무 낙후되어 유리수조 주위로 물이 조금씩 세어 나올 정도여서 새로운 실험장치가 있었으면 하는 생각이 들었다. 탱크에 물을 주입할 때는 수압이 일정하게 걸릴 수 있도록 주입부에 유리구슬 등으로 물을 분산시켜 주입하는 것을 알게 되었고, 잉크를 너무 많이 틀어 놓으면 관내의 유속이 느릴 때는 가라 앉아 실험을 하기에 용이 하지가 않다. 사람의 시각에 의존해야 하기 때문에 이 부분또한 난해한 부분이었으며 또 튜브를 통해 유량을 재기 위해 물을 받을 때 약간의 물이 그냥 새었으며 튜브를 건드려서 그 만큼의 유량이 달라 졌기 때문에 오차가 발생한 것 같다.
이번실험에서 가장 어려웠던 점은 유체의 흐름을 정의 하는데 있어서 잉크의 흐름을 보고 층류, 혼합류, 난류로 정의 하는데 실험원들관의 마찰이 종종 생겼다.
여러 오차의 원인들을 제거하고 여유로운 실험을 한다면 보다 정확한 실험값을 얻을수 있는 자신감이 생긴다.
화학공학에 있어서 레이놀드수의 개념은 유체역학부분에 있어서 상당히 많은 비중을 차지한다. 직접 우리가 다룰 유체에 대한 한가지의 특성에 불과할 것 같지만 앞으로 많은 강의와 자습을 할 때 이 실험을 잊지 않고 정확한 이해를 할 수 있겠다.
사 용 기 호
D
지름,관경(m, ft)
g
환산계수
L
길이(cm)
N
레이놀즈 수(무차원군)
P
압력(g중/cm)
Q
액체의 유량(cm/sec)
V
액체의 유속(cm/sec)
μ
절대점도(Pa-s, g/cms)
ν
운동점도(m/s)
ρ
밀도(kg/m)
참 고 문 헌
1. Warren L.McCabe, Julian C.Smith, Peter Harriot
“Unit Operations if Chemical Engineering”, McGraw-Hill Korea, 6th ed, 2001.
2. White. F. M, “Fluid Mechanics", McGraw-Hill,3rd ed, 1994
3. Gerthart, P. M. et al
"Fundamental of Fluid Mechanics", addison-Wesley, 2nd ed, 1992
4. 유체공학 (143p ~ 150p) 기초 유압 이론
5. 유체역학, 저자 : Frank M. White
부 록
유체역학의 아버지, 레이놀즈(1842 ~ 1912)
오즈븐 레이놀즈는 1842년 8월 23일 아일랜드의 베른퍼스트에서
태어났다. 아버지 오즈본 레이놀즈 목사는 케임브리지의 퀸즈
컬리지의 멤버롤 상급학년을 가르쳤다.
그는 농업 기술에 대해서 많은 특허를 받았는데, 그가 공학에
흥미를 가졌던 것은 확실히 아버지의 영향이다. 케임브리지에
입학하기 전인 19살에 그는 숙련 기술자가 되려는 목적으로 그
지방의 기술 숙련가인 한사람과 함께 2년 동안 일을 했다. 그의 생각은 케임브리지
졸업의 영예를 얻기 위해 실제적인 기술을 잘 이해해 두고자 하는 것이었다.
26살에 졸업한 레이놀즈는 맨체스터의 퀸즈 대학에 새로 개설된 공학 강좌의
강사가 되었다. 이 대학은 나중에 맨체스터의 빅토리아 대학의 전신이 되었다.
같은 해 레이놀즈는 결혼했지만 불행하게도 아내와 1년도 채 지나지 않아 사별했다.
13년 후 그는 재혼해 세 아들과 딸 하나를 두었다.
맨체스터에 있었던 37년 동안 레이놀즈는 기체와 액체의 혼합 물이 지닌 성질
수력 기계의 캐비테이션, 동적 응력, 열역학과 열전달 등 물리학과 공학 분야의
여러방면에 걸친 연구를 했다.
그는 물펌프나 수력 터빈을 개발했을 뿐만 아니라 윤활의 문제에 흥미를 가진
이론가일 뿐만 아니라 실험가였다.
1875년 그는 고정시킨 안내날개를 원심펌프에 이용한 장치로 특허를 받았다.
안내날개로 만들어진 끝이 넓은 통로는 그 속에 있는 물의 운동에너지를 압력
에너지로 전환시키는 역할을 한다. 그것은 현재 펌프의 한가지 특징이다.
레이놀즈는 또 다단식 원심펌프를 처음으로 설계했다. 월리엄 프루드가 발명했던
수동력계는 레이놀즈에 의해서 개량되었다. 그것은 하나의 실험적인 증기 터빈의
밑바탕이 되었다.
1886년 레이놀즈는 유막, 베어링 역학의 수학적인 연구에 처음으로 착수했다.
베어링에는 유막의 쐐기 작용으로 생기는 높은 압력에 의해 하중이 지탱됨을
명확이 밝혔다. 이 연구는 보샹 타와(1845~1904)의 유명한 실험을 이어 받은
것이다. 타와는 1883년 저널 베어링의 내부에서 기름이 높은 압력을 발생시
키고 있는 것을 발견했다. 레이놀즈의 연구는 직접적으로 모든 형식의 베어링
이론의 원천이 되었다. 그 중 하나가 미첼 베어링이다. 그것은 경사 패드를
지닌 스러스트베어링으로서 오스트레일리아의 기술자 A. G. 미첼이 개발한
것이다.
<레이놀즈의 실험>
더욱이 레이놀즈는 볼베어링이나 구름베어링의 설계에 근거가 되는
마찰의 이론을 개척했다. 그리고 현재 유체 역학이나 그와 관련된 공학에서
유용하게 이용되는 레이놀드수라는 무차원수를 만들었다. 레이놀즈 수는
유체의 서로 다른 두 개 형태의 흐름, 즉 층류와 난류에 관계하는 개념으로
점성유체의 연구에는 결정적인 역할을 담당하고 있다.
오즈븐 레이놀즈는 서머셋의 웨체트에서 1912년 2월 21일에 69세의
일기로 세상을 마쳤다. 그는 그 시대에 최고의 영향력을 가진 성공한 이론가이자
기계 기술자였으며, 기계에 관한 훌륭한 직감과 화려한 안목을 수학에 결합시켰다.
그의 이름은 수많은 무차원의 양속에서도 가장 중요한 ‘레이놀즈 수’로서
영예를 차지하고 있다.

키워드

레이놀드,   유량,   관로내 유체의 흐름,   뉴톤 유체