실험 목적
유체가 관을 통해 흐르는 형태를 관찰하고 유체흐름에서의 층류, 난류의 개념을 이해한다. 또한 레이놀즈수의 유동상태의 관계를 이해한다.
- Reynolds 수의 개념을 이해함
- 유체흐름에서 층류 & 난류의 개념을 이해함
- 유동상태와 Reynolds 수의 관계를 이해함
- 유속에 따른 유동변화를
4.2. 층류(Laminar flow)
유체의 입자가 서로 층의 상태로 미끄러지면서 흐르게 되며, 이 유체 입자의 층과 층 사이에서는 다만 분자에 의한 운동량의 변화만이 있는 흐름이다. 한마디로 말해 유체의 분자들이 모두 열을 지으면서 질서 정연하게 흐르고 있는 상태를 층류라고 한다. 유속이 느린 경우에 나
수평조절나사를 조절하여 실험장치의 수평을 맞추어 준다.
4. 급수호수의 밸브를 열어 수조에 물을 공급한다.
5. 수면을 일정하게 유지하여 주기 위하여 Overflow pipe를 넘쳐흐를 때까지 수조에 물을 공급한다.
6. 수조내의 온도를 측정한다.
7. Overflow 상태로 일정한 수면이 유지되면 실험에 필요한 유속
수두를 측정함으로써 배관흐름에서의 에너지 손실을 이해하고 손실의 크기에 관계되는 배관의 표면 마찰계수를 산정함으로 배관 계에서의 손실을 이론적으로 계산하며, 계산된 마찰계수 결과를 Moody Diagram과 비교 분석하여 실험 결과의 신뢰성을 검토할 수 있게 한다. 직관손실실험에는 4가지 종류의
실험의 목적이므로, 각 과정의 압력강하를 측정하여 두 손실과 마찰계수를 구한다. 각 과정에서 유속이 변할 때 두손실이 어떻게 변하는지 관찰하고 유속과 레이놀즈수, 마찰계수, 그리고 두손실간의 관계에 대하여 생각하며 실험을 한다.
(1) 베르누이방정식의 의미
유선을 따라 운동하는 유체
실험 장치의 각 관에 구간을 나눈다.
(구의 침강속도가 어느 정도 일정해 질 정도의 높이에 구간을 나눈다)
3) 실험에 쓸 다양한 구를 씻은 뒤 크기와 무게에 따라 분류한다.
4) 각각의 관에 구를 떨어뜨리면서 구간 별로 침강속도를 반복하여 측정한다.
5) 사용한 구를 다시 건진 후에 실험을 반복
수 있다.
(1-1)
where,
: 유량 [ ]
: 유로의 단면적 []
: 평균 유속 [ ]
: 관의 내경 [ ]
중심부분에서는 최대속도와 평균속도 사이에 대체로 다음과 같은 관계가 성립한다.
따라서, 평균 유속은 다음과 같이 나타낼 수 있다.
(1-2a)
(1-2b)
⑵ 레이놀즈수 ( Reynolds Number )
유체의
실험 방법을 말한다.
∎유동가시화 방법의 종류
1) PIV
입자의 주어진 시간에 이동하는 거리를 측정하여 속도를 계산하는 방식
2) Shadowgraph Method
광선의 직진성을 이용하여 유동 파악
3) Schlieren Method
기체의 밀도구배와 관계되는 함수들을 이용
4) Tuft
⋆Tuft법이란?
유동가시화 실험을