유체공학 실험 - 레이놀즈 측정실험
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작성일 23-01-30 02:51
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층류에서 난류로 바뀔 때의 레이놀즈수의 값을 상임계 레이놀즈수라 하고, 난류에서 층류로 바뀔 때의 레이놀즈수를 하임계 레이놀즈수라 한다.
실험목적
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앞에서 양들을 “충분히 적은 유량”으로 한 것처럼 이러한 식의 표현은 옳지 않기 때문에 무차원 매개변수인 레이놀즈수를 사용해야 한다. 위의 설명(explanation)은 [그림 2-1]에 나타나 있다
실험목적 레이놀즈 실험 장치를 이용 유속을 조절하여 관로내의 유체유동이 층류, 천이 및 난류인지를 직접 관찰하고, 각각의 수온, 유량 및 유속을 측정하여 레이놀즈수를 계산하고, 흐름의 상태와 레이놀즈수의 관계를 비교 및 분석한다. 레이놀즈수는 물리적으로 관성력/점성력의 비를 나타낸다.
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설명
레이놀즈수는 1883년에 영국 맨체스터 대학교수인 Oscorne Renyolds에 의하여 창안된 수로서 유체의 입자가 서로 층을 이루면서 선적으로 미끄러지는 층류와 서로의 유체입자가 불규칙운동을 하면서 상호간에 격렬한 운동을 일으키는 난류를 구분하는 무차원수이다. 레이놀즈수의 범위는 정확하게 주어질 수 없지만 보편적으로는 층류유동에 대한 최대 레이놀즈수를 2100정도로 판단하고 안정적인 난류유동에 대한 레이놀즈수의 최소 값을 4000정도로 한다. 또한 충분히 “많은 유량”에 관련되어 물감선이 불규칙한 형태로 모든 영역에 걸쳐 순간적으로 퍼지고 확산되는데 이를 난류유동이라 한다. 이는 아래 [식2-1]에 나타내었다
2.1 레이놀즈수(Reynolds Number)
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층류에서 난류로, 또는 난류에서 층류로 천이할 때의 유속을 임계속도라 하고, 그 때의 레이놀즈수를 임계레이놀즈수라고 한다.
유체공학 실험 - 레이놀즈 측정실험
순서
다.
레이놀즈 실험 장치를 이용 유속을 조절하여 관로내의 유체유동이 층류, 천이 및 난류인지를 직접 observe하고, 각각의 수온, 유량 및 유속을 측정하여 레이놀즈수를 계산하고, 흐름의 상태와 레이놀즈수의 관계를 비교 및 분석한다. 반면, “중간정도의 유량”인 경우는, 물감이 그리는 선은 시간과 공간에 대해 요동하며 간헐적으로 불규칙한 운동형태가 나타나는데 이를 천이유동이라 한다.
물이 지름 D인 파이프를 平均(평균)속도 V로 흐를 때, 충분히 “적은 유량”에 관련되어 물감이 유체내에서 그리는 선(유맥선)은 거의 명확한 선을 나타내는데 이를 층류유동이라 한다.
