![[화학공학] 점도 측정-1](http://images.happyhaksul.com/thumb/365/364559-0001.gif)
![[화학공학] 점도 측정-2](http://images.happyhaksul.com/thumb/365/364559-0002.gif)
![[화학공학] 점도 측정-3](http://images.happyhaksul.com/thumb/365/364559-0003.gif)
![[화학공학] 점도 측정-4](http://images.happyhaksul.com/thumb/365/364559-0004.gif)
![[화학공학] 점도 측정-5](http://images.happyhaksul.com/thumb/365/364559-0005.gif)
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![[화학공학] 점도 측정-7](http://images.happyhaksul.com/thumb/365/364559-0007.gif)
![[화학공학] 점도 측정-8](http://images.happyhaksul.com/thumb/365/364559-0008.gif)
![[화학공학] 점도 측정-9](http://images.happyhaksul.com/thumb/365/364559-0009.gif)
![[화학공학] 점도 측정-10](http://images.happyhaksul.com/thumb/365/364559-0010.gif)
분야
hwp1. 실험 목적
2. 실험 이론
3. 실험 준비물
4. 실험 방법
5. 실험 결과
6. 고찰
7. 참고 문헌
Ostwald점도계를 써서 여러 가지 농도의 액체의 점성률을 측정하고 또 농도와 점성률과의 관계를 알아본다.
2. 실험 이론
(1) 점도
점도(viscosity)는 유체가 가지고 있는 고유의 특성으로 끈적끈적한 정도를 나타내며 점성률·점도라고도 한다. 유체는 일반적으로 서로 다른 속도분포로 층을 이루어 유동하게 되며, 유동하는 유체 층 사이에서는 마찰력이 작용하여 전단응력이 발생하게 된다. 이와 같이 유체가 층을 이루어 흐를 때 유체 층 사이에 상대운동을 방해하는 성질을 점성이라 하며, 모든 유체는 점성을 가지고 있다.
그리고 유체의 점성의 세기, 즉 점성계수 또는 점도에 따라서 유동상태가 달라지며 유동의 해석과정에서 점성에 의한 전단력을 무시할 수 있는 유동을 비점성유동 (invicid fluid flow)이라 하며, 점성에 의한 전단력을 고려해야하는 유동을 점성유동(viscous fluid flow)이라 한다.
흐름방향 x축에 직각인 y축 방향에서 유속 υ에 변화가 있을 때 x축에 평행인 면 안에 유체의 속도기울기에 비례하는 변형력 X=η∂υ/∂y가 작용한다. 이때 비례상수 η가 점도이다.
일반적인 단위는 kg/m·s 또는 Pa·s로 표시한다. 그외에도 CGS 단위계로는 g/cm·s를 사용하는데 1g/cm·s를 1poise(푸아즈)라고 하며, 1P로 표시한다. 또한 푸아즈의 100분의 1을 centi-poise(cP)라고 하며, 실험실에서 점도의 단위로 많이 사용하고 있다. 즉 1 poise =1g/cm·s =100cP =0.1kg/m·s로 표시할 수 있으며, 1cP =0.01g/cm·s =0.00672Ibm/ft·s =2.42Ibm/ft·hr로 표시한다. 국제단위계 단위로는 N·s/㎡를 사용한다.
(2) 뉴튼의 점성법칙
그림 1과 같이 고정된 벽면으로부터 거리 y인 곳에서 속도 u로 운동하는 면적A인 유체층의 접선방향으로 작용하는 힘, 즉 전단력(shear force) F는 다음과 관계가 있다.
여기서 단위 면적당 전단력 F/A를 전단응력(sheer stress) τ 로 표시하고, 비례상수 를 도입하여 표시하면 위의 식은 다음과 같다.
위의 식에서 비례상수 를 점성계수(absolute viscosity, dynamic viscosity),를 속도구배(viscosity gradient)라 하며, 점성계수는 유체의 종류에 따라서 일정한 온도와 압력 하에서는 일정한 값을 갖는다. x,y 좌표계의 2차원유동(속도 u,v)에서 속도구배는 이므로 전단응력 τ 는 다음 식으로 표시된다.
τ= -----------①
위의 식은 유체 층에 작용하는 전단응력은 점도와 속도구배에 비례한다는 것을 나타내며 이 관계를 Newton의 점성법칙(Newton's law of viscosity)이라 한다.
단위조작실험, 학연사, 심현호 공저, 2003년, p.19~21
기초유체역학, 구인사, 신정철, 2000년, p.413~417
http://www.engineeringtoolbox.com/absolute-dynamic-viscosity-water-d_575.html
http://www.dow.com/glycerine/resources/table18.htm
http://antoine.frostburg.edu/chem/senese/javascript/water-density.html
http://www.dow.com/glycerine/resources/table4_91100.htm
http://www.allmeasures.com/formulae/static/materials/62/density.htm
