■ 실험목적
층류와 난류를 구분하는 무차원수인 Reynolds 수를 유량측정을 통하여 구하여 보고 이때, 유체의 흐름 상태를 가시적으로 관찰한다.
■ 이론
● 점성(Viscosity)
점성이란 물분자가 상대적인 운동을 할 때 분자간, 혹은 물분자와 고체 경계면 사이에 마찰력을 유발시키는 물의 성질을 말 하며 이는 물분자간의 응집력 및 물분자의 다른 분자간의 점착력 등의 상호작용에 의하여 나타난다. 운동하는 액체나 기체 내부에 나타나는 마찰력이므로 내부마찰이라고도 한다. 이 마찰력은 유체의 각 부분이 서로 다른 속도로 운동할 경우에 그 속도가 균일하게 되도록 작용하는 힘으로 나타난다.
즉 유체 내에 한 평면을 가정하면 이 면에 평행인 양쪽 속도성분이 균일하도록 작용하는 접선변형력[接線應力]으로서 나타난다. 기름 등의 액체는 일반적으로 기체보다 점성이 크다. 또 액체의 점성은 온도가 높아지면 줄지만 기체는 반대로 늘어난다.
물 내부에 상대운동이 있으면 점성때문에 경계면에서 운동에 저항하는 내부 마찰이 작용하여 상대운동은 차차 감소한다. 이와 같이 유체의 점성 때문에 받는 힘을 점성력이라 한다.
[ 점 성 법 칙 ]
그림과 같이 두 장의 수평판 사이에 유체가 채워져 있을때 이 판에 일정한 수평방향의 힘 F를 가하면 판은 가속되다가 곧 일정한 속도U를 가지게 된다. 움직이는면에 접촉하고 있는 액체는 면과 같은 속도를 가지게 되고, 정지한 면에 접촉하고 있는 액체는 움직이지 않으므로 그림에 표시되어있는 바와 같이 속도의 분포가 생긴다.
기름등은 점성이 풍부하고 일반적으로 액체가 기체보다 점성이 크다. 물의 점 성은 온도에 따라 그 크기가 변하게 된다. 즉 온도가 0℃일때 점성이 가장크며, 온도가 높아질수록 점성은 작아진다. 점성의 크기를 나타내는 고유의 상수를 점성계수 또는 동점성계수(점성계수를 밀도로 나눈값)로 표시한다.
2012.08.02
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