유체역학 실험 보고서 (화학공학실험)

소개

화학공학실험 A+ 받은 실험 보고서입니다.

목차

1. 개요
1) 실험 목표
2) 실험 원리
(1) 용어 정의
(2) 이론
(3) 기기 원리

2. 시약 및 실험 기구
1) 물질
(1) 실험에 사용되는 시약의 물리, 화학적 성질 및 MSDS
2) 실험 기구
(1) 실험에 사용되는 초자의 종류
(2) 기타 실험 기구의 종류
3) 실험 기기
(1) 기기명
(2) 사용 목적
(3) 사용 방법

3. 실험 방법
4. Note (특이사항, 실험 중 유의사항)

5. 결과 및 논의
1) 실험 결과
2) 결과 해석 및 논의

6. 결론

7. 참고 자료

본문내용

1. 개 요
1) 실험 목표:
▸ 유체의 속도를 계산, 레이놀즈 수를 도출하여 난류, 층류, 천이흐름을 판별하고 각 흐름의 패턴을 관찰한다.
▸ 레이놀즈 수에 영향을 미치는 요인과 그 원리에 대해 알아본다.

2) 실험 원리:
(1) 용어 정의
▸ 레이놀즈 수(Reynolds Number): 관성력과 동적 점성력의 비. 층류와 난류를 구별하기 위해 사용되는 기준이자 무차원 수이다.
▸ 관성력: 가상적인 힘이며, 가속운동하는 공간의 관찰자 시점에서 물체의 운동을 기술할 때 도입하는 힘이다. 레이놀즈 수에서 ρU∂U∂x (U: 유체의 속도, : 유체의 밀도)로 표현된다.
▸ 점성력: 점성이 있는 유체가 움직일 때, tangential stress의 작용으로 생기는 단위부피 혹은 단위질량당 힘이다. 레이놀즈 수에서 2Ux2 (: 유체의 점성계수)로 표현된다.
▸ 난류(Turbulent flow): 불규칙적인 변동을 동반하는 유체의 흐름. 속도가 급작스럽게 변화한다.
▸ 층류(Laminar flow): 서로 섞이지 않는 층을 이루어 고루 흐르는 유체. 속도가 시간에 무관하다.
▸ 천이 흐름(Transition flow): 난류와 층류 사이의 중간 조건 하에서의 유체 흐름이다. 난류와 층류 경향 둘 다를 보인다.

(2) 이론
▸ 레이놀즈 수(Reynolds Number, Re): * v: 유체의 동점성계수, L: 유체의 특성길이
Re=Inertial forceViscous force=ρU∂U∂x2Ux2=ρUL=ULv
층류는 inertial force에 비해 viscous force가 큰 유체 흐름이며, 난류는 viscous force에 비해 inertial force가 큰 유체 흐름이다.

참고자료

· Munson, Bruce Roy, 1940-. (2013). Fundamentals of fluid mechanics. Hoboken, NJ :John Wiley & Sons, Inc., p. 362, 402.
· Kim, John, Parviz Moin, and Robert Moser. "Turbulence statistics in fully developed channel flow at low Reynolds number." Journal of fluid mechanics 177 (1987): 133-166.
· Belmar-Beiny, M. T., Gotham, S. M., Paterson, W. R., Fryer, P. J., & Pritchard, A. M. (1993). The effect of Reynolds number and fluid temperature in whey protein fouling. Journal of Food Engineering, 19(2), 119-139.
· 이상주, & 박강근. (2017). 비 압축성 및 압축성 유체의 흐름 특성. 대한건축학회 학술발표대회 논문집, 37(1), 639-640.
· J. K. Venard and R. L. Street (1975). Elementary Fluid Mechanics, 5th ed., Wiley, New York, p. 1961
· Mazumdar Jagannath (1992). Biofluid Mechanics. World scientific, p. 15.
· Munson, Bruce Roy, 1940-. (2013). Fundamentals of fluid mechanics. Hoboken, NJ :John Wiley & Sons, Inc., p. 362, 402.