항력계수 측정실험, 화학공정실험, 실험레포트+데이터시트, 건국대학교

목차

. 서론
2. 이론
3. 실험
4. 결과 및 고찰
5. 결론
6. 감사
7. Nomenclatures
8. References.

본문내용

요약
항력(drag force)은 유체 속에서 물체가 움직이거나 흐르는 유체 내에 물체가 정지해 있을 때 유체에 의해서 운동에 방해받는 힘이다. 물체의 항력은 무차원 수인 항력계수(drag coefficient)를 이용한 항력 방정식을 통해 계산할 수 있다. 무차원 수인 항력계수는 유체와 물체의 상대적 속도에 영향을 받으며, 층류 또는 난류에 따라 차이를 보인다. 또한 물체 단면적의 크기와 모양에도 차이를 나타낸다. 본 실험의 목적은 기체 유속 증가에 따른 일정한 모양의 물체의 항력계수 변화를 확인하는 것이다. 유체로는 공기를 사용하고 고체 물체로는 반구를 사용한다. 결과적으로 실험을 통해 Reynolds 수에 따른 항력계수 및 항력을 계산하여 문헌에 나오는 그래프와의 경향성을 알아본다.

<중 략>

1. 서론
항력(drag force)은 물체 주위로 유체가 흐름으로써 나타나는 마찰력이다.
화학공학적인 항력은 고체 입자 또는 물체의 움직임을 만드는 것으로 유동층 공정에서 입자를 움직이게 하는 힘, 기체 유속을 이용하여 입자 크기를 측정, 기체에 의한 물체의 이동인 기송 등에 사용된다. 따라서 우리는 이번 실험을 통해 항력계수와 Reynolds 수의 관계를 살펴보며 유량이 Reynolds 수와 항력에 어떻게 영향을 미치는지 확인한다.

2. 이론
항력은 유체 속에서 물체가 움직일 경우 발생하는 움직임에 저항하는 힘이다. 유체가 흐르면 그 흐르는 유체에 저항하는 힘이 생긴다. 그것을 전단응력(shear stress)라 하며 τ로 나타낸다. 유체 속도가 증가함에 따라 전단응력이 일정하게 선형으로 증가하는 유체를 뉴튼유체라하고 그 이외의 유체를 비뉴튼유체라 한다. 그러나 우리의 실험에서는 뉴튼유체만 따지므로 비뉴튼 유체에 관한 설명은 생략하도록 하겠다. 뉴튼유체에서는 전단응력(shear stress)가 전단율에 비례하며 그 비례상수를 점도(viscosity)라 한다.

참고자료

· Warren L. McCabe, Julian C. Smith and Peter Harriott, “Unit Operations of Chemical Engineering”, 7th ed., McGraw-Hill Education Korea, (2015)