분야
hwp2. 실험 이론
3. 실험 장치
4. 실험 준비물
6. 실험 결과
7. 실험 고찰
1. 층류에서 난류로 변화하는 임계 레이놀즈수를 구하고 문헌과 비교하여 보라.
- 이론상 RE수가 4000이상일 때, 난류가 확인 되었지만, 실제 실험을 해보니 RE 3707때에서 난류가 보였다. 이러한 결과가 나타난 이유에 대해서 조원들과 토의를 해보았다. 그러한 이유에는 완벽한 steady state를 맞추지 못했고, 유체가 흐르는 유관과의 마찰력을 고려하지 않았으며, 온도 또한 10도씨로 유지를 못했기에 이러한 결과를 나타내었다고 결과를 내렸다. 또한 실험 시 아쉬웠던 부분은 유량을 점진적으로 변화를 주어서 정확한 임계 레이놀즈 수를 구하고 싶었지만, steady state를 유량에 따라 맞추기가 쉽지 않았고, 수도꼭지 만으로 유량조절을 하기에는 많은 무리가 따르기에 실험을 통한 정확한 임계점을 찾지 못했다.
2. 실험치와 이론치가 부합되지 않는 경우, 그 이유는 무엇인가?
- 여러 가지 오차를 생각 할 수 있다. 먼저 완벽한 steady state를 만들지 못했고, tracer가 유관을 통해 흐를 때, 마찰력을 고려하지 않았으며, 유량 측정을 스탑워치로 했기 때문에 여기서 유량의 양에서 오차가 났을 것이며, 실내 온도 또한 10도씨로 유지 하지 못했기 때문에, 실험치와 이론치가 부합되지 않았다.
3. 유로가 원관이 아닐경우 레이놀즈 수는 어떻게 변할지 검토하여 보라.
- 유로가 원형이 아닐 경우에는 상당직경을 사용하여 re를 계산한다 . 이것은 쉽게 말하면 유동의 마찰이나 유속, 열전달 같은 것을 구할 때 기본식이 원형인 배관을 기준으로 설계되어 있으므로 도형 모양(이중 원관 등)인 경우 유체가 접하는 표면적을 같은 크기의 원형 모양으로 바꿔서 계산하기 위한 것이다. 즉, 마찰손실을 고려 해야 하므로 유속은 원형보다 느려진다. 그러므로 Re는 원관이 아닐 경우 감소한다.
4. 유로가 매끈하지 않을 경우 레이놀즈 수에 미치는 영향은 무엇인지 생각하여 보아라.
- 유로가 매끈하지 않을 경우 유체가 마찰로 인한 에너지의 손실이 커지기 때문에, 유속이 줄어들게 된다. 유속이 줄어들기 때문에 레이놀즈 수 역시 줄어 든다.
5. 유체역학에서 많이 취급되는 무차원군에는 어떤것들이 있으며, 그것이 무엇을 의미하는지를 조사하라.
-같은 단위로 만든 것을 비교하여 주어 비교값을 만들면 그 비교값은 같은 단위(차원)을 나눈 셈이니 차원이 약분된다. 차원이 없는 상수이지만 잠재적으로는 없어진 것이 아닌, 상쇄된 차원은 존재한다. 예를 들면, 밀도와 밀도의 비교 점성과 점성의 비교 등, 필요에 따라 사용 할 수 있다.
