[유체역학] 동점도(kinematic viscosity) 실험

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레포트 > 자연계열
2009.08.31
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소개글

[유체역학] 동점도(kinematic viscosity) 실험에 대한 자료입니다.

 1. 실험 목적
 2. 실험 장치
 3. 실험 결과
 1) No-slip condition 실험장치
 2) Viscometer (점도계)
 4. 결과 토의
 1) 실험에서 측정된 값과 이론을 적용하여 사용된 유체의 Kinematic Viscosity를 추정하시오.
 (1) No-slip condition 실험장치
 (1)-1. 주어진 조건 및 점도 산출에 이용된 equations
 (1)-2. 산출 결과 정리
 (2) Viscometer (점도계)
 2) 오차
 3) 오차 원인

본문내용

1. 실험 목적
일정한 간극을 두고 회전하는 원판에 대하여 뉴턴의 점성법칙과 No-slip condition을 적용하여 실험장치부터 얻을 수 있는 관계식과 연립하여 실험에 사용된 유체의 점도를 추정하고, 점도계를 통하여 이를 확인하다. 단, 간극에서의 속도분포는 선형으로 가정한다.

2. 실험 장치
실험 장치는 아래 그림과 같이 일정량의 유체를 저장할 수 있는 박스와 펄스 모터, 그 모터와 연결되어 회전하는 알루미늄 디스크가 있다. 모터에서 출력되는 펄스를 입력 받아 digital signal로 출력해 주는 oscilloscope와 전원을 공급하는 power supply로 구성되어 있다. 일정량의 전압과 전류를 모터에 입력하면 알루미늄 디스크가 회전하게 되고 박스 바닥 면과 디스크 아랫면 사이에 있는 유체의 점도에 따라 디스크의 회전속도가 결정된다. 모터에 입력하는 전압과 전류는 사용자가 임의대로 설정할 수 있으며, 이에 따라 모터에서는 입력 받은 전압에 비례하여 일정한 펄스를 oscilloscope에 출력하게 된다.
Viscometer는 유체를 투입하고 우측 중단에 위치한 두 개의 chamber로 유체를 끌어 올린 후, 아래 그림에 표시된 두 선을 지날 때의 시간차를 측정한다. 시간차와 이 실험장치의 비례상수를 곱하여 동점성 계수를 구할 수 있는 장치이며 chamber 아래 위치한 모세관의 굵기에 따라 viscometer의 비례상수가 다르게 된다.

3. 실험 결과
1) No-slip condition 실험장치
-유체가 없을 때
V(전압) I(전류)
4ms 3.85 V 0.086 A
2ms 6.66 V 0.1 A
-유체가 있을 때 ①
V(전압) I(전류)
4ms 4.78 V 0.167 A
2ms 8.37 V 0.28 A
-유체가 있을 때 ②
V(전압) I(전류)
4ms 4.64 V 0.175 A
2ms 8.2 V 0.28 A

2) Viscometer (점도계)
-두 Chamber 사이의 시간차
① ②
time 86 sec 86sec

4. 결과 토의
1) 실험에서 측정된 값과 이론을 적용하여 사용된 유체의 Kinematic Viscosity를 추정하시오.
(1) No-slip condition 실험장치
(1)-1. 주어진 조건 및 점도 산출에 이용된 equations
-P=V∙I
-
-
-
-


 : 이 equation을 이용하여 dynamic viscometer을 계산할 수 있다.

(1)-2. 산출 결과 정리
-유체가 없을 때
Power
4ms 0.33W
2ms 0.67W
-유체가 있을 때 ①
① ω Power ΔP
4ms 12.57 rad/s 0.798W 0.468 W 0.0364
2ms 25.13 rad/s 2.34W 1.67 W 0.0325
-유체가 있을 때 ②
② ω Power ΔP
4ms 12.57 rad/s 0.812W 0.482 W 0.0375
2ms 25.13 rad/s 2.296W 1.626 W 0.0316
* ΔP : (유체가 있을 때 Power)- (유체가 없을 때의 power)

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