레이놀드 실험

목적에서 말한바와 같이 레이놀즈는 유리관을 통해 흐르는 물속에 색소를 주입하여 색소의 이동을 관찰함으로써 2개의 상이한 흐름형이 존재함을 밝힌바 있다. 속도가 느린 흐름속에서는 색소선이 흐트러지지 않고 직선적으로 이동했으나 고속의 흐름에서는 색소가 물과 혼합되면서 하류로 이동함을 관찰했으며 전자를 층류, 후자를 난류라 명명하였다. 여러가지 직경의 관과 수온하에 유속을 변경시켜 가면서 실험한 자료의 분석에서 층류와 난류를 구별하는 기준으로써 다음식과 같은 Reynolds수를 제시하였다.

NR : Reynolds수
ρ : 유체의 밀도
V : 흐름의 평균유속
D : 관의 직경
μ : 유체의 점성계수

이미 기술한 바와 같이 흐름상태가 층류와 난류의 경계에 다다를 경우 흐름의속도를 한계유속이라 부르며 이에 상응하는 레이놀즈수를 한계 레이놀즈수라 한다. 한계 레이놀즈수는 다시 상한계 레이놀즈수와 하한계 레이놀즈수로 나누어진다. 전자는 층류상태로부터 유속을 서서히 증가시켜 난류상태로 변화시킬 때의 한계유속을 의미하며 후자는 이와 반대로 난류상태로부터 속도를 감소시켜 층류상태로 변화시킬 때의 한계속도를 의미한다. 레이놀즈…(생략)