[A+ 레포트] 복합유체의 종류와 분석방법

소개

부산대학교 3학년 1학기 화공생명공학실험 중간고사 대체레포트입니다.

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목차

1. 서론

2. 본론
2.1 유체
2.2 유체의 성질
2.3 복합유체(Complex fluids)
2.4 복합유체의 종류
2.4.1 고분자
2.4.2 현탁액(suspension)
2.5 복합유체의 분석방법
2.5.1 SAOS Test(Small Amplitude Oscillatory Shear test)
2.5.2 LAOS (Large Amplitude Oscillatory Shear)
2.5.3 FT-유변학 (FT-Rheology)

3. 결론 및 고찰
3.1 SAOS 결과 분석
3.2 LAOS 결과 분석

4. 참고 문헌

본문내용

1. 서론
유변학은 물질의 변형과 응력을 다루는 학문이며, 물질이 유동과 변형을 거칠 때 나타내는 독특한 성질을 그 물질의 유변물성이라고 한다. 본 보고서에서는 복합유체의 정의와 종류에 대해 알아보고, 분석해보고자 한다.

2. 본론
2.1 유체
물과 같은 유체의 경우, 운동하고 있는 유체가 고체면과 접촉하게 되면 유체의 점성에 의해 경계면에서 내부저항을 받으며 흐르게 되는데 이때 경계면에서 작용하는 단위 면적당의 마찰력을 전단응력이라 하며, 유체의 점성 계수에 많은 영향을 받는다. 전단속도(shear rate)는 전단응력을 주었을 때 시간에 따른 유체의 속도기울기, 즉 전단변형의 증가율을 의미한다. 전단응력이 전단속도와 선형적인 관계를 나타내는 유체를 뉴턴 유체(Newton fluids), 그렇지 않은 유체를 비뉴턴 유체(non-Newton fluids)라 한다.

Figure 1. 뉴턴 유체와 비뉴턴 유체의 전단응력(Shear stress) vs 전단속도(Shear rate) 그래프

2.2 유체의 성질
점성은 유체의 흐름에 대한 저항을 말하며 운동하는 액체나 기체 내부에 나타나는 마찰력이므로 내부마찰이라고도 한다. 즉, 액체의 끈끈한 성질이다. 액체와 기체의 점성은 온도에 따라 다르다. 액체는 온도가 올라가면 점성은 약해지지만 기체는 온도가 올라가면 점성은 높아진다. 액체의 경우 온도가 올라가면 분자 사이의 결속력이 약해져 점성이 약해지는 것이다. 하지만 기체는 온도가 높으면 분자의 운동량이 증가해 분자사이의 마찰력이 증가하게 된다. 결국 온도가 올라가면 기체의 점성은 높아진다. 탄성은 외부 힘에 의하여 변형을 일으킨 물체가 힘이 제거되었을 때 원래의 모양으로 되돌아가려는 성질로, 일상 생활에서는 고무나 스프링 등에서 쉽게 볼 수 있다.

참고자료

· Marcello Lappa. (2004). Fluids, Materials and Microgravity. Numerical Techniques and Insights into Physics.
· Alexander Morozov, Saverio E. Spagnolie. (2015). Chapter1 - Introduction to Complex Fluids. Springer Science+Business Media New York.
· Manfred Wilhelm, Pierre Reinheimer, Martin Ortseifer. (1999). High sensitivity Fourier-transform rheology. Rheol Acta. 38. p359.
· 현규. (2013). 진폭이 큰 진동유동(LAOS)을 이용한 고분자 물질의 비선형 유변물성 해석과 그 응용. Polymer Science and Technology. Vol. 24, No. 2.
· 송형용, 현규, (2017). 유변물성을 이용한 고분자 물질의 분석. 고분자 과학과 기술. 제 28권, 5호.
· 화학공학연구정보센터(CHERIC). 제 6장 – 고분자 액체의 유변학.
· 화학공학연구정보센터(CHERIC). 제 7장 – 현탁액 유변학.
· K. Hyun, S.H. Kim, K.H. Ahn, S.J.Lee. (2002). Non-Newtonian Fluid Mech. 107, 51.
· K. Hyun, M. Wilhelm. (2009). Macromolecules. 42, 411.