[단위실험] 레이놀즈 실험[Reynolds Number]

결과리포트

실 험 제 목 :
Reynolds Number

조 :

학 번 :

이 름 :

1. Abstract
관속에 흐르는 유체를 통하여 유속에 따라 달라지는 유체의 흐름 모양을 관찰하고 이를 통해 유체의 흐름을 층류와 난류로 구분한다. 또한 유속을 통해 레이놀즈수를 계산하고 레이놀즈수와 관내의 유체의 흐름이 어떻게 나누어지고 어떠한 관련이 있는지 이해하는 것이 이번실험의 목적이다.
실험 장치에 물을 채워주면서 물의 높이가 변하지 않는 상태인 정상상태를 만든 후에 나머지 물은 흘려보낸다. 유리관에 잉크를 흘려보내면서 그 후에 물의 속도를 조절하여 잉크의 흐름을 관찰하였다. 이 때, 물을 천천히 흘려보낼 때에는 잉크가 퍼지지 않고 일정하게 얇은 직선으로 흐르는 것을 관찰하였고, 물을 빠르게 흘려보낼 때에는 잉크가 불규칙한 흐름을 가지면서 사방으로 퍼져 일정한 형태를 유지하지 않는다는 것을 관찰할 수 있었다.
위와 같은 관찰을 토대로 층류와 전이영역, 난류를 가시적으로 알아보고 물의 흐름을 통해 구한 유속과 관의 직경을 통해 레이놀즈수를 계산하여 가시적으로 보인 흐름과 수치를 통한 계산을 비교하여 맞는지 비교해보았다. 레이놀즈수를 측정하기 위해 관의 직경, 점성계수, 밀도, 유체의 속도을 알아야 하는데, 이 때 속도를 제외한 나머지 수들은 일정하게 하여 유속을 바꾸어 가며 실험을 하였다.
실험은 총 3번을 하였는데 관찰된 흐름을 통해 계산된 레이놀즈수는 이론값과는 약간 달랐다.

2. Experiment
이번 실험은 레이놀즈수 측정 장치 수조의 물을 정상상태로 유지하면서 밸브를 조절하여 물의 유속을 조절하면서 진행된다. 이때, 잉크 조절 밸브를 통해 잉크를 수조 안으로 흘려보냄으로서 물이 흐르는 모양을 관찰할 수 있다. 관찰된 물의 흐름과 측정된 수치를 통해 레이놀즈수를 이해하고 구해볼 수 있다.
유속의 측정은 물이 나오는 관에 1L 비커를 놓고 초시계를 이용하여 비커에 물이 차는 시간을 재서 부피유속을 측정하였다.

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