[화학공학실험] 침강속도측정

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레포트 > 공학계열
2011.11.17
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소개글

[화학공학실험] 침강속도측정에 대한 자료입니다.

목 차
1. Title : 침강속도측정

2. Date :

3. Section & Name :

4. Object

5. Theory
1) Stoke's law

2) 종말속도

3) 항력계수

6. Procedure

7. Reagent & Apparatus

8. Data & Result

9. Discussion

본문내용

여기서, : 총 항력(N), : 면적(), : 무차원, : 자유흐름 속도(m/s)
: 유체의 밀도 ()
식 (1)을 총 항력에 대하여 풀면,
(2)
흐르는 액체 내 침수 고체의 레이놀즈수는 다음과 같다.
(3)
여기서 이다.
(4) 와 종말속도 (5)를 위 식에 대입하면 다음과 같다.
(6)

이 식을 이용하여 종말속도 ut의 값에서 CD를 구할 수 있다.
CD는 입자의 레이놀즈수, NRe,p 값에 따라서 달라지는데, 이들의 관계를 3가지 속도구간에서 나누어서 아래와 같이 설명할 수 있다.

① NRe < 1.0 의 경우 Stokes 법칙으로 나타낼 수 있다.
(7)
이 식을 (8)식에 대입하면 항력계수는 다음과 같다.
(8)
종말속도는 다음과 같은 식으로 나타낸다.
(9)
※

② 2 < NRe < 1000 의 경우
(10)

③ 1000 < NRe < 200,000 의 경우
(11)

④ NRe > 1,000,000
(12)

* 구에 작용하는 항력
의 범위
궤적에서의 흐름 형태
에 대한 상관관계
< 1
층류

1< < 10
전이상태

난류

① 층류에서 난류로의 천이는 파이프 흐름에서보다 훨씬 서서히 일어난다. 파이프 흐름의 제한적인 특성 때문에, 가상적으로도 전체 흐름장이 난류가 되는 것이 가능하나, 무한한 유체에 놓인 구의 경우에는 모든 곳에서 유체를 난류 흐름으로 만드는 데는 불가능할 정도로 많은 에너지가 요구되기 때문에 난류로의 천이는 부분적으로만 진행된다.

② 순수한 층류 흐름의 상한선은 = 1 이다. 이에 반하여 파이프 흐름의 경우에는 = 2,000이다. 이의 주된 이유는 구의 후류에서 나타나는 급격한 확장에서 흐름의 매우 불안정한 특성 때문이다.

③ 약 = 300,000에서 구에서의 경계층이 갑자기 층류에서 난류로 바뀌기 때문에,

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