4154
난류영역
8
16.5
0.6327
4280
난류영역
-수차례의 시행후 어느 정도 밸브를 조절해 유량을 8구간으로 나누어 시행할 수 있었습 니다.
(3). 숙달 후 측정
-어느 정도 시간이 지난 후 시행한 결과. 여러 가지 요인(진동, 소음, 유량 조절)을 적 절히 제어한 후 측정 결과
회수
시간
유량
유속
Re
판명
1
108
0.0967
654
층류영역
2
55.5
0.1881
1272
층류영역
3
44
0.2373
1605
층류영역
4
27
0.3867
2616
전이영역
5
24
0.4350
2942
전이영역
6
23.5
0.4443
3006
전이영역
7
20
0.5220
3532
전이여역
8
18
0.5800
3924
전이영역
(4). 결론
육안으로 판명한 층류, 난류의 구분과 Re를 계산 후 판명한 층류, 난류의 구분은 유사하기는 했으나 일치하지는 않았다.
층류가 난류로 바뀌기 시작하는 임계속도는 튜브의 지름, 액체의 점도, 밀도 및 평균 유속 등 네 양에 좌우된다. 또한 계산결과 Reynolds수에 따라 흐름의 종류가 달라진다.
(3). 숙달 후 측정에서 보는바와 같이 탱크안의 물이 아주 조용할 때는 Reynolds수가 몇 천이 되어도 그대로 임의 영역이 유지된다. 관의 길이가 길고 넓으면 더 정확한 결과가 나왔을 것이다. 육안으로 잉크의 흐름을 구분하기가 매우 어려웠으며 육안으로 봤을 때 난류가 확연히 드러났을 땐 이미 그전에 난류가 되었음을 알 수 있었다.
5. 관찰 사항
(1). 관찰사항
- 잉크가 유량이 적을 때 층류로 흘러가다가 출구쪽에서 심하게 흔들리는 현상이 발견 됐는데 이는 출구의 유로가 수직으로 바뀜에 따라 물의 입자의 충돌(관성력 작용)이 일어나기 때문이다.
-물을 채워주는 입구에 망 형식으로 되어있는데 이는 진동에 의한 잉크의 흐름에 대한 영향을 최소화하기 위함이다. 그러나 물을 공급할 때 수면에 영향을 주었다.
-일정량을 유출시키다가 밸브를 완전히 잠갔을 때 잉크가 관 밖으로 유출되었는데 이는 위의 항과 유사하게 물분자의 충돌에 의한 잉크임자의 충돌이 일어났기 때문이 다.
-세 번째 실험에서 보았듯이 적절한 조건에서는 임계영역이 지났어도 쉽게 전이영역이 가 난류로 변하지 않고 전이영역이 계속되었다.
-관이 좁아서 관의 앞부분에서 일부분만을 관찰의 대상으로 잡았다. 관이 좁아서 잉크 가 잘 퍼지지 않았고 빨리 흘러버렸다. 관이 충분히 길고 넓으면 관찰이 정확할 것이 다.
-층류일 때는 잉크의 흐름이 실과 같이 흘렀으나 난류일 때는 섞이면서 많이 퍼졌다.
-난류에서 층류로 관찰하면서 밸브를 (유량을) 조절해 보았으나 정확한 층류와 난류를 구분하기가 매우 어려웠다. 이는 서서히 흐르는 양이 적어지면서 물의 입자 충돌이 잉 크의 흐름을 방해했기 때문일 것이다.
2). 오차 요인
-메스실린더의 용량 한계로 유량을 1L로 기준을 정했으나 흐르면서 받아서 정확하지 못 했다.
-타임워치의 정확한 시간측정이 어려웠다.
-실험중 움직임, 대화에 의한 수면의 진동이 잉크의 흐름에 많은 영향을 주었다.