![[화학공학] 유체마찰손실-1](http://images.happyhaksul.com/thumb/542/541783-0001.gif)
![[화학공학] 유체마찰손실-2](http://images.happyhaksul.com/thumb/542/541783-0002.gif)
![[화학공학] 유체마찰손실-3](http://images.happyhaksul.com/thumb/542/541783-0003.gif)
![[화학공학] 유체마찰손실-4](http://images.happyhaksul.com/thumb/542/541783-0004.gif)
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![[화학공학] 유체마찰손실-6](http://images.happyhaksul.com/thumb/542/541783-0006.gif)
![[화학공학] 유체마찰손실-7](http://images.happyhaksul.com/thumb/542/541783-0007.gif)
![[화학공학] 유체마찰손실-8](http://images.happyhaksul.com/thumb/542/541783-0008.gif)
![[화학공학] 유체마찰손실-9](http://images.happyhaksul.com/thumb/542/541783-0009.gif)
![[화학공학] 유체마찰손실-10](http://images.happyhaksul.com/thumb/542/541783-0010.gif)
![[화학공학] 유체마찰손실-11](http://images.happyhaksul.com/thumb/542/541783-0011.gif)
![[화학공학] 유체마찰손실-12](http://images.happyhaksul.com/thumb/542/541783-0012.gif)
![[화학공학] 유체마찰손실-13](http://images.happyhaksul.com/thumb/542/541783-0013.gif)
![[화학공학] 유체마찰손실-14](http://images.happyhaksul.com/thumb/542/541783-0014.gif)
![[화학공학] 유체마찰손실-15](http://images.happyhaksul.com/thumb/542/541783-0015.gif)
![[화학공학] 유체마찰손실-16](http://images.happyhaksul.com/thumb/542/541783-0016.gif)
![[화학공학] 유체마찰손실-17](http://images.happyhaksul.com/thumb/542/541783-0017.gif)
![[화학공학] 유체마찰손실-18](http://images.happyhaksul.com/thumb/542/541783-0018.gif)
분야
hwp1. 실험제목 : 유체마찰손실
2. 실험날짜 :
화학공학 실험 및 설계 Post Report 유체마찰손실
3. 실험조 :
4. 실험목적
5. Theory
(1) 연속방정식
(2) 베르누이 정리
(3) 수평관의 마찰손실
(4) 속도 또는 방향의 변화에 따른 마찰
① 직관에서 유체의 표면마찰손실
② 단면의 급격한 확대로 인한 마찰손실
③ 단면의 급격한 축소로 인한 마찰손실
④ 이음쇠 및 밸브의 영향
(5) 표면마찰(Skin friction)
(6) Reynolds 수
6. Procedure
7. Reagent & Apparatus
8. Data & Results
(1) Venturi meter실험
(2) Orifice 실험
(3)급확대 실험
(4)급축소 실험
(5) 90°L-Bow 실험
(6)직관실험
9. Discussion
10. Reference
=
층류흐름에서 마찰계수와 Reynolds 수의 관계는
따라서, 유체의 흐름이 층류일 때는 다음의 Hagen-Poiseuille 식으로도 계산할 수 있다.
난류 유동에 대한 곧은 관에서의 마찰 손실에 관한 주제를 다루는 가운데 Fanning의 마찰인자라 불리는 정의는 보편적인 것이 아니다. 흔히 정의되는 또다른 마찰 인자는 Moody의 마찰 인자이다. 마찰 인자를 Reynold수에 대하여 도시한 그래프를 흔히 볼 수 있고, Fanning과 Moody의 마찰 인자를 구분하는 것은 중요하다. 하지만 마찰 인자 도표에 “Fanning" 과 “Moodyning"를 구분하여 표시하지 않는다. 만약 Reynold수가 아주 작은 경우에 층류영역이 f=16/Re에 해당되면, f를 사용하는 Fanning의 도표를 얻을 수 있다. 반면에 Reynold수가 작은 영역이 f=64/Re에 해당되면, Moody의 도표를 얻을 수 있다.
모든 문제가 매끈한 관을 가정했지만, 실제 관은 표면이 거칠고, 이와 같은 거칠기가 마찰 손실을 증대시킨다. 그림은 표면 거칠기의 효과를 포함하는 Fanning의 마찰 인자 도표이다. 표면 거칠기 인자는 평균 거칠기와 관의 직경의 비인ρ/D이다. 실제 사용되는 상업적인 강철관의 경우, 관의 직경의 수 ㎜에서 0.5m의 영역에서, 거칠기 인자의 값은 각각 10-2에서 10-4의 영역이다. 아주 거친 관의 경우 난류 영역에서 마찰 인자의 값이 유속에 관계없이 일정한 값을 갖는다는 것을 특히 주목해야 한다.
② 단면의 급격한 확대로 인한 마찰손실
그림 단면이 급격히 확대될 때의 흐름
도관의 단면이 갑자기 커지면 유체흐름이 벽에서 분리되어 제트(jet)로서 확대 단면에 분출된다. 이 제트는 팽창하여 큰 도관 전체 단면에 꽉 차게 된다. 팽창제트와 도관 벽 사이에는 경계층 분리의 특성인 와류운동을 하는 유체로 꽉 차게 되므로 이 공간에서는 상당한 마찰이 발생하게 된다. 효과를 그림1에 보였다.
단면의 급격한 확대에 따른 마찰손실 hfe는 작은 도관에서의 유체의 속도두(velocity head)에 비례하는데, 이를 다음과 같이 나타낼 수 있다.
1) 단위조작/이화영 외 3인 공역/한국맥그로힐 /2006/p89-108
2) 單位操作演習/교재편찬회/학연사/2008/p25-32
3) 단위조작입문, 박창호, 지인당, 2001년, p.65～67
4) 화공유체역학(2판) / Noel de Nevers / 희중당 / 1994 / p. 180～199
5) 유체유동 제3판 / 강창수 / 범한서적 / 1992년 / 168~172p
