레이놀즈 실험 고찰

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본문내용

(1) 층류에서 난류로 변화나는 임계 레이놀즈 수를 구하고 문헌과 비교하여 보라.

위에 표는 이번에 우리조가 실험한 레이놀즈 수 데이터이다. 일정 시간내의 수조 관에서 배출된 물의 부피 대비 시간과, 관의 내부 직경을 이용하여 레이놀즈 수를 구해낼수 있다. 또한 Methyl blue를 이용하여 관에서 흐르는 유체의 흐름을 육안으로 확인할 수 있다. 실험 결과 층류영역에서는 일직선 상으로 퍼짐없이 흘러갔었고, 난류영역에서는 퍼짐에 정도가 매우커서 난잡하게 흘러갔다. 그리고 전이영역에서는 층류영역과 난류영역의 중간 정도의 퍼짐을 보여주었다. 유체의 흐름이 층류에서 난류로 변화하는 지점의 레이놀즈 수를 임계 레이놀즈 수라고 한다. 문헌에서는 임계 레이놀즈 수를 2100~4000이라고 지점하는데 실험 결과를 확인해보면 실험 1~2 완전한 난류로 보였고 실험 3는 실험 1~2의 비해 퍼짐의 정도가 약해보였다. 또한 실험 5~6는 흐름이 완전하게 층으로 퍼짐없이 보여서 층류로 확인되었다. 실험 4는 이론상 전이영역에 해당하는데 육안으로 확인한 결과 층류라 보기엔 퍼짐이 어느정도 있으면서 층류로도 보이고 퍼짐의 정도가 실험 1~3 보다 현저히 낮아서 전이영역으로 생각하였다.

층류에서 전이영역으로 가는 임계 레이놀즈 수는 2015.305, 전이영역에서 난류로 가는 임계 레이놀즈 수는 4059.978로 측정되었다.

문헌과 비교하여 실험 결과 데이터와는 유사한 경향성을 보여주지만, 어느정도 오차가 발생한 것으로 보아 좀 더 세밀하게 벨브를 조절하여 6번의 실험 보다는 더 많은 실험을 진행하여 세밀하게 실험을 진행할 필요를 느꼈다.

출처 : 해피캠퍼스