[공학][단위실험] 레이놀즈 실험[Reynolds Number]

결과리포트
실 험 제 목 :
Reynolds Number
조 :
학 번 :
이 름 :

1. Abstract

관속에 흐르는 유체를 통하여 유속에 따라 달라지는 유체의 흐름 모양을 관찰하고 이를 통해 유체의 흐름을 층류와 난류로 구분한다. 또한 유속을 통해 레이놀즈수를 계산하고 레이놀즈수와 관내의 유체의 흐름이 어떻게 나누어지고 어떠한 관련이 있는지 이해하는 것이 이번실험의 목적이다.
실험 장치에 물을 채워주면서 물의 높이가 변하지 않는 상태인 정상상태를 만든 후에 나머지 물은 흘려보낸다. 유리관에 잉크를 흘려보내면서 그 후에 물의 속도를 조절하여 잉크의 흐름을 관찰하였다. 이 때, 물을 천천히 흘려보낼 때에는 잉크가 퍼지지 않고 일정하게 얇은 직선으로 흐르는 것을 관찰하였고, 물을 빠르게 흘려보낼 때에는 잉크가 불규칙한 흐름을 가지면서 사방으로 퍼져 일정한 형태를 유지하지 않는다는 것을 관찰할 수 있었다.
위와 같은 관찰을 토대로 층류와 전이영역, 난류를 가시적으로 알아보고 물의 흐름을 통해 구한 유속과 관의 직경을 통해 레이놀즈수를 계산하여 가시적으로 보인 흐름과 수치를 통…(생략)

2. Experiment

1) Fig. 1에 보이는 물 공급 조절 밸브를 통해 실험 장치의 수조에 물의 유속을 조절하면서 물을 채운다. 이 때 물을 칸막이 높이 이상이 되도록 맞추어 주면 정상상태의 흐름이 된다.

2) Fig. 2에서와 같이 물의 높이가 변화가 없을 때 잉크 조절밸브를 통해 잉크를 관 안으로 흘려보낸다.

3) Fig. 2와 3에서와 같이 잉크를 주입하면서 물 공급 조절 밸브를 통해 물의 유속을 변화시키며 물을 공급하면 잉크의 흐름이 달라짐을 확인할 수 있다. Fig 2.에서는 유속이 느려 층류가 나타나고, 유속이 빨라지면 Fig 3.에서와 같이 난류의 모양을 보인다. 이 때 층류, 전이흐름, 그리고 난류가 나타나는 지점에서의 1L 당 물이 나오는 속도를 측정했다.

3. Result & Discussion

① 관의 단면적 A〓0.000314일 때,