레이놀즈수 측정

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응용화공기초실험 1
( 레이놀즈수 측정 )
4-1 실험목적
층류와 난류가 관을 통하여 흐르는 모양을 관찰함으로써 유동에 대한 역학적 근사성을 이해하고 레이놀즈수 NRe의 개념을 이해한다.
4-2 이론
뉴톤 유체가 표면이 매끄러운 긴 관을 통해 흐를 때 두 가지 형태의 흐름이 일어난다. 이 두 가지 형태를 구별하는 조건은 본 실험에 의해 구할 수 있다.
레이놀즈는 실험에 의해 다음과 같이 흐름을 구별하는 식을 얻었다
(1)
여기서
NRe : 레이놀즈 수, 무차원
D : 관의 직경, m
υ : 평균속도, m/sec
ρ : 유체의 밀도, kg/m2
μ : 유체의 점도, kg/ms
이 때 NRe<2100이면 흐름은 층류이고 2100을 기점으로 하여 그 이상에서 흐름은 점차 전이역을 거쳐 NRe>4000이면 난류가 형성된다
2-1 층류유동(Laminar Flow)
원관을 통하여 물을 흐르게 할 때 유속이 충분히 느리면 물의 각 부분은 관축과 평행하게 움직인다. 이런한 흐름에서는 근접한 유체부분이 서로 섞이지 않고 마치 겹쳐놓은 카드가 미끄러지듯이 층상으로 움직이고 유선은 일직선이 된다. 이와 같은 흐름을 층류라 한다.
2-2 난류유동(Turbulent Flow)

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