1. 실험목적
1. 측벽에 의한 유속의 변화
2. 수심에 따른 유속의 변화
3. 자유표면의 유속의 변화
2. 실험이론
2.1 유체(Fluid)
고체는 정적인 변형의 의해 전단응력에 저항 할 수 있으나 유체는 그러하지 못하다. 유체는 그것에 작용되는 전단응력이 아무리 작다고 하여도 운동을 시작한다. 유체는 전단
A dimensionlessnumber is a quantity which describes a
Certain physical system and which is a pure number without
Any physical units
The fluid undergoes irregular fluctuations, or mixing, in
Contrast to laminar flow, in which the fluid moves in smooth
Paths or layers
In turbulent flow the flow the speed of the fluid at a point is continuously undergoing changes in both magnitude and di
Pr) therfore :
RaD = g β(Ts-Ta)D3Pr/v2
Num = c (RaD)n(From Morgan)
Hcm = (k Num)/D (W)
Where :
Ra = Rayleigh number
Gr = Grashof number
Num= Nusselt number (average)
Pr = Prantl number
g = 중력 가속도 = 9.81
β = 부피 팽창 계수
v = 공기의 동점도
k = 공기의 열전도율
실제 실린더에 공급된 열량 Qin = V I (Watts)
Dimensionless Group)
Dimension Analysis로 부터 Nusselt Number, Reynolds Number, Prandtl Number, Grashof Number 등을 구할 수 있는데, 다음과 같이 쓸 수 있다.
……………… (8-2)
……………… (8-3)
……………… (8-4)
……………… (8-5)
where, : 열팽창 계수(Thermal Expansion Coefficient)
(1) 자연대류 (Natural Convection)
되므로 떠오르게 된다.) 과 Radiation의 합쳐진 형태로 이루어지게 된다. 이번 실험에서 수평 실린더가 사용되는 이유는 열 전달이 이루어지는 간단한 표면을 형성하기 때문이다.
Free Convection의 경우, Nusselt Number (Nu) 는 Grashof 와 Prandtl Numbers에 의존하게 되며 다음과 같은 상관관계를 가지게 된다.
같은 온도를 유지하게 된다. 하지만 센서에 영향을 주는 Radiation이 존재할 경우 센서는 기체와 같은 온도로 안정화되지 않게 되며 이는 온도 측정의 오차로 이어진다.
Air와 온도 Sensor 간의 Free Convection 경우, Nusselt Number (Nu) 는 Grashof 와 Prandtl Numbers에 의존하게 되며 다음과 같은 상관관계를 가지게 된다.
◎ 목적
① 열전달의 한 형태인 대류를 이해한다.
② 자연대류에 있어서 대류 대상물의 시간경과에 따른 온도변화를 기록 관찰함으로 열전달계수와 Grashof, Prandtl Number와의 관계를 조사하고, 그 현상을 이해한다.
③ 강제대류에 있어서 온도와 시간과의 관계를 알아본다.
④ 자연대류와 강제대류
1. 실험 목적
⑴ 열전달의 한 형태인 대류를 이해한다.
⑵ 자연대류에 있어서 대류 대상물의 시간경과에 따른 온도변화를 기록 관찰함으로 열전달 계수와 Grashof, Prandtl Number와의 관계를 조사하고, 그 현상을 이해한다.
⑶ 강제대류에 있어서 온도와 시간과의 관계를 알아본다.
⑷ 자연대류와 강제
1. 실험 목적
Reynolds 실험 장치를 이용하여 관을 통과하는 유체의 흐름 모양을 시각적으로 관찰
하여 층류인지 난류인지 전이영역인지를 파악한다. 또한 각 영역에서 평균 유속의 측
정으로 부터 Reynolds수를 계산하고 기존의 f-NRe 그래프와 비교함으로써 Reynolds
수와 흐름형태(층류, 난류, 전이영역)
Objective
Investigate the relationship of
flow conditions and fluid velocity
Understand “Reynolds Number”
in fluid mechanics
Introduction & Background
Type of fluid flows
a) Laminar Flow : a fluid flows in parallel layers,
with no disruption between the
layers