[화학공학] 레이놀즈수 실험 예비보고서
![[화학공학] 레이놀즈수 실험 예비보고서-1](http://images.happyhaksul.com/thumb/227/226826-0001.gif)
![[화학공학] 레이놀즈수 실험 예비보고서-2](http://images.happyhaksul.com/thumb/227/226826-0002.gif)
![[화학공학] 레이놀즈수 실험 예비보고서-3](http://images.happyhaksul.com/thumb/227/226826-0003.gif)
분야
hwp2. 이론
3. 장치 및 시약
4. 실험방법
1. 목적
유체가 관을 통해 흐르는 형태를 관찰함으로써 유체흐름에 대한 층류 및 난류의 개념을 이해하고 레이놀즈수의 개념을 이해한다.
2. 이론
뉴튼유체가 관을 통해 흐를 때 유체 특성 및 관의 형상에 따라 두 가지 양상의 흐름이 생긴다. 가 약 2100보다 작으면 층류, 4000보다 크면 난류가 형성되며 그 중간영역은 층류와 난류의 혼합류라고 한다. 이 때 유체의 흐름이 층류에서 난류로 변할 때의 유속을 임계속도라고 한다. 층류일 경우의 유체 거동은 식 (1)의 Hagen-poiseuille 식으로 표현되나 난류의 경우에는 해석상의 난점으로 경험식에 의존하여 해석되고 있다.
Hagen-poiseuille 식 (1)
여기서, Q[cm3/s], P[gf/cm2], L[cm], gc⦗환산계수⦘
레이놀즈수 (2)
여기서, D[cm], V[cm/s], [g/cm3], [g/cms]
층류
유체 입자들이 각 층 내에서 미끈한 진로를 따라 움직일 때 층류라고 한다. 층류는 낮은 점성, 빠른 속도, 큰 유동 통로를 가지는 경우에 불안정해지며 속도가 점점 빨라지면 난류가 된다. 속도가 작을 때 유체는 측면 혼합이 없이 흐르게 된다. 마치 카드놀이 에서처럼 인접한 층이 다른 층을 지나서 흐른다. 여기에는 종단흐름(cosscurrent)이나 소용돌이가 없다. 이러한 상태를 층류라 한다.
난류
유체 유동에서 유체입자들이 대단히 불규칙적인 진로로 움직일 때의 유체 흐름을 난류라고 한다. 유체는 관이나 도관에서 두 가지 다른 모양으로 흐른다는 것이 오래 전부터 알려져 있다. 유량이 적게 흐를 때는 유체 중의 압력강화는 유속에 비례하여 증가하지만 유량이 크면 보다 빨리, 즉 대개 유속의 제곱에 비례하여 증가한다.
이 두 흐름 형태의 구분은 Osborne Reynolds가 처음으로 고전적 실험에 의하여 실증하
