자연과학 다운로드 실험보고서 다운로드 유체점성 측정 Down

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자연과학 다운로드 실험보고서 다운로드 유체점성 측정

[자연과학][실험보고서] 유체점성 측정

유체점성측정
1. 실험에 대한 개요 및 실험 목적

이상 유체가 아닌 모든 유체가 가지고 있는 고유의 성질인 점성(viscosity)은 유체 유동에 큰 영향을 미친다. 유체가 흐르게 되면 이러한 점성의 존재에 기인하여 유체 내에 전단응력이 전달되고 유체와 고체 경계면에서 유체유동의 평균속도가 0이 되는 no slip영역을 갖게 된다. 이 실험에서는 Rheometer의 기본적인 사용법을 숙지한 다음, Rheometer를 사용하여 전단률의 변화에 따른 유체의 점성변화를 측정하도록 한다.

2. 관련 이론
-점도의 단위
점도의 단위는 국제단위계에서는 Pas(Ns/m ＝kg/ms), CGS 단위계에서는 P(포와즈, poise;dyns/cm＝g/cms)이고 1Pas＝10P, poise의 100분의 1인 centi poise(cP; 1cP＝1mPas)도 널리 사용되고 있다.

-점도
점성계수, 점성률이라고도 한다. 흐름의 각 점에서 유체의 속도가 다를 경우, 분자끼리의 충돌이나 분자간의 상호작용에 의해 운동량의 흐름이 빠른 부분에서 느린 부분으로 이동하여 속도가 같아지고자 한다. 이 에너지 손실을 수반하는 과정이 점성이다. 단위면적을 통과하는 운동량의 이동은 힘의 차원을 가지며 유체내에 작용하는 전단 응력(shear stress)을 뜻하고 있다. 전단 응력과 속도기울기(전단 속도) 사이에는 비례관계가 성립하고(뉴턴의 점성즉법칙) 그 비례상수가 점도이고 보통 η로 나타낸다.

-유변학
기름점토수지고무유리아스팔트셀룰로스녹말 등 화학적으로 복잡한 구조를 가지며 역학적으로는 고체와 액체의 중간성질을 나타내는 천연물질이나 합성물질에 대하여 그 점성가소성식소트로피(thixotropy: 물체가 외력에 의하여 연화와 경화를 반복하는 성질)탄성점탄성(粘彈性)접착마찰 등의 각종 성질을 다룬다. 이러한 성질은 물질의 구조나 그 분자 또는 원자 간의 힘과 밀접한 관계를 가지고 있다. 따라서 역학이나 물성론(物性論), 나아가서는 생물학콜로이드화학고분자학 등에 관련이 깊으며, 그들의 경계영역의 학문이라고 할 수 있다.

-점성
기체나 액체와 같은 유체의 내부에서 그 움직임을 멈추게 하려는 응력이 작용하는 성질을 말한다. 기체나 액체가 들어 있는 두 부위를 압축하면 변형되지만, 누르는 힘을 제거하면 원상태로 돌아오는 것은 점성 때문이다.

-Rheometer
물질의 탄성률, 점성률, 응력 완화, 크리프, 동적 점탄성 등의 측정에 사용되는 장치의 총칭. 전단 속도 가변 점도계의 상품명을 레오미터(유동계)라 부르는 경우가 있다. 기타 진동 변형 응답을 측정하는 진동 레오미터, 탄성 액체의 회전형 유동에 수반하는 법선 응력을 측정하는 레오고니오미터 등이 있다.

-뉴턴의 점성법칙
흐름의 각 점에서 유체의 속도가 다른 경우, 전단응력은 속도기울기(전단속도)에 비례하고 속도기울기를 작게 하는 방향으로 전단응력이 작용하는 것을 뉴턴의 점성법칙이라고 한다. 이때 비례상수인 전단응력과 전단속도의 비가 점도이다. 훅(Hook)의 탄성법칙이 변형이 크지 않을 경우 보편적으로 성립하는 것과 같이 뉴톤의 점성법칙도 전단속도가 크지 않은 범위에서는 보편적으로 성립한다.

-전단률에 따른 점도의 변화
전단력〓점도상수 전단률 이므로 전단률이 상승하면 점도는 감소하고 전단률이 감소하면 점도는 증가한다.

3. 실험 장치 소개

레오미터 치약(죽염, 청신향)

4. 실험방법
1. 레오미터의 페럴럴 플레이트에 치약(죽염, 청신향)을 충분한 양을 넣는다.
2. 갭을 2mm 남겨두도록 장비를 조작하여서 천천히(공기가 들어갈 수 있으므로) 내린다.
3. 장비가 세팅이 된 다음 옆으로 삐져 나온 것을 제거해 준다.(오차의 원인이 될 수 있다.)
4. 전단 속도를 1~100rad/s 까지 천천히 증가하도록 조작한다.
5. 글리세린으로 같은 단계를 시행한다.
5. 실험결과
치약

[Table 1]
Data Series


자료출처 : http://www.ALLReport.co.kr/search/Detail.asp?pk=11077064&sid=sanghyun7776&key=



[문서정보]

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자료제목 : 자연과학 다운로드 실험보고서 다운로드 유체점성 측정
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