[화공단위조작실험 A+] 침강과 항력계수

소개

화공단위조작실험 레포트입니다.
A+ 받은 레포트입니다. 참고해서 작성하시고 좋은 점수 얻길 바랍니다 ^^

목차

1. title
2. date
3. apparatus & reagents
4. result
5. disussion
6. reference

본문내용

이번 실험은 glycerol 내에서의 glass bead 3mm, 5mm, 10mm와 zirconia bead 3mm, 5mm, 10mm의 침강속도를 구하고 이를 통해 항력계수를 구하는 실험이었다. 실험에 사용한 2000ml mass cylinder에는 glycerol 99%을 채워주었다. Cylinder를 기울이고 glycerol을 천천히 부어 기포가 생기지 않게 하였다. 이때 glycerol의 온도는 22℃였다. 2000ml cylinder를 사용하여 0~400, 400~800, 800~1200, 1200~1600, 1600~바닥까지 구간을 5개로 나누어 입자가 각 구간을 침강하는데 소요된 시간을 측정하였다. 구간 침강속도는 구간의 길이/소요시간 식으로 구하였으며 정확성을 위하여 하나의 bead 당 3회를 측정하였다. 각 bead 당 3회씩 측정한 후에는 각 구간의 침강속도를 구하고 종말속도를 구하였다.
침강 시 가속도는 시간에 따라 감소하게 되고 0에 접근하여 침강속도는 일정속도에 이르게 되는데 이때를 종말속도라고 한다. 즉, 더 이상 가속되지 않고 일정한 속도로 낙하할 때의 속도를 말한다. 종말속도를 구할 때 첫 침강구간인 구간 1을 지날 때의 침강속도는 집게에 의하여 영향을 받을 수 있기 때문에 최대한 배제하려 했다. 또한 마지막 구간인 구간 5를 지날 때에는 입자가 작아질수록 바닥에 닿은 순간을 정확하게 포착하는 데 어려움을 겪었고 바닥에 남아있던 입자와 부딪치는 경우도 있었기 때문에 종말속도의 정확성을 위해 구간 5는 제외하고 가장 일정한 구간을 찾았다. 따라서 구간 2~구간 4에서 가장 차이가 작은 연속되는 두 구간의 침강속도의 평균을 구하여 1~3회차 각각의 종말속도를 구한 뒤 이들 값의 평균을 내어 bead의 종말속도를 구하였다. Zirconia bead 10mm의 경우 침강속도가 매우 빨라 4회에 걸쳐 침강속도를 측정하였다.

참고자료

· https://www.aciscience.org/docs/Physical_properties_of_glycerine_and_its_solutions.pdf / glycerol 밀도, 점도 문헌치
· https://www.scienceall.com/%ED%95%AD%EB%A0%A5drag-reaction/ / 항력의 정의
· https://www.scienceall.com/%EC%B9%A8%EA%B0%95downwelling/ / 침강
· McCabe의 단위조작 7판/ Warren L ∙ McCabe/ McGrawHill Education / p.133~148
· https://en.wikipedia.org/wiki/Terminal_velocity / 종말속도
· https://en.wikipedia.org/wiki/Reynolds_number / 레이놀즈 수
· https://en.wikipedia.org/wiki/Drag_coefficient / 항력계수
· 조립입자 침강속도에 대한 실험적 관찰 및 비교분석/ 손무락 외 1명/ The Korean Geo-Enviromental Siociety/ p.33~38
· McCabe의 단위조작 7판/ Warren L ∙ McCabe/ McGrawHill Education / p.149