단일구의 침강속도 예비

목차

1. 실험 목적
2. 바탕 이론
3. 실험 방법
4. 참고 문헌

본문내용

1. 실험 목적
단일구가 중력에 의해 유체(물, 에틸렌:글리세린=1:1)에서 침강한다. 단일구 침강 시 발생하는 여러 가지 Force(중력, 항력, 부력)에 대해 이해하고 Force balance를 세워 본다. Force balance을 정리하여 종말속도에 대한 식을 도출하고, (항력계수)에 대하여 정리 한다. 실험을 통해서 이론

2. 바탕 이론
(제가 작성한 레이놀즈 수 예비레포트와 침강분석에 의한 단일구크기 측정실험 예비레포트에서 참고하였습니다.)

1) 층류 (laminar flow)
수평의 매끈한 유리원관에서 유속이 매우 느리면 측방향 혼합(lateral mixing)이 생기지 않는다. 쉽게 말하여 관의 축을 기준으로 할 때 수직 방향에서의 혼합이 생기지 않는다. Figure. 01을 보면 인접되어 있는 유체층이 미끄러지는 현상을 볼 수 있다. 이러한 유체의 거동을 층류(laminar flow)라 정의한다.

2) 난류 (turbulent flow)
유속이 매우 느릴 때는 유체의 압력강하가 유속에 정비례한다. 하지만 유속이 일정 기준보다 빨라지면 압력강하가 빨라져 유속의 제곱에 비례한다. Osborne Reynolds는 층류와 난류를 처음으로 발견한 사람이다. 유리관을 기울어지지 않게 수평으로 설치하고 밸브로 유량을 조절한다. 색소가 들어있는 플라스크를 상부에 두고, 색소를 관의 입구에 주입해 흐르게 설계한다. 유량이 작을 때는 색소가 곧은 선의 형태를 유지하면서 흐르는 것을 발견하였고(Figure. 01), 유량이 증가하여 임계유속에 도달하게 되면, 색소가 선의 형태를 유지하지 않고 흩어진다. 색소가 들어있는 물은 층류로 흐르지 않고 교차흐름을 형성하면서 불규칙하게 흐르는 것을 관찰할 수 있다. Figure. 02와 같은 유체의 거동을 난류라고 정의한다.

3) Reynolds 수
매끈한 유리 원관에서 유체의 흐름이 바뀌는 조건을 실험적으로 조사하였다.

참고 자료

3학년 1학기 단위조작 실험 실험노트
3학년 1학기 실험 오리엔테이션 ppt
안전보건공단 화학물질 정보(에탄올, 글리세린 MSDS)
Warren L. McCabe, Julian C. Smith, Peter Harriott, McCabe 단위 조작, Mc Graw Hill Education, 7th Edition,133p~146p
Reynolds Number_예비
침강분석에 의한 입자크기 측정실험_예비
Robert W. Fox외 4인, Fluid Mechanics 9th, WILEY, 397p~407p