[자연과학]유체 공학 - 레이놀드수 결과

요 약
레이놀드(Reynold, 영국과학자, 1842-1912)는 유리어항에 파이프를 넣고 그 관사이에 유체의 흐름을 관찰할 수 있도록 잉크를 사용한 장치를 통해 층류와 난류의 개념을 이야기해 준다. 관이나 도관에서 액체의 흐름양상은 두 가지이다. 유량이 작을때는 유체의 압력강하가 유속에 정비례하지만, 유량이 클때는 압력강하가 빨라서, 대체로 유속의 제곱에 비례한다. 이러한 두 가지 흐름 양상을 처음 실증한 사람은
영국의 유체역학자인 Osborne Reynolds로써 1883년의 일이다. 벽이 유리로 된 탱크안에 물을 채우고 유리관을 수평으로 설치한다음, 밸브로 유량을 조절했다. 관 입구는 나팔꽃처럼 벌리고, 물감이 든 플라스크를 상부에 설치한 다음, 물감을 관입구에 주입하여 실처럼 흐르도록했다. 유량이 작을 때는 물감이 흩어지지 않고, 곧 은 실모양을 그대로 유지하면서 흐른다는 것을 알아내었다. 결국 물이 평행한 직선상으로 흐른다는 것이므로, 이러한 양상의 흐름을 층류(laminar flow)라 했다. 유량이 증가하여 임계유속(critical velocity)에 도달하면, 물감이 더 이상 층류로 흐르지 못하고 점점 흩어지기 시작하여, 마침내 관의 단…(생략)

①체적유량 : Q 〓 A.v [㎥/s]

②질량유량 : M 〓 Q.ρ 〓 A.v.ρ [㎏/s]

③중량유량 : W 〓 Q.ρ.g 〓 A.v.ρ.g [N/s]

④적산유량 : G 〓 ∫Q.ρ 〓 ∫A.v.ρ [㎥,㎏]