화학공학실험 | 낙구에 의한 점성 측정

 

 

 

TIP

 

 

1. 여러 가지의 침강구를 관에다가 넣어 떨어지는 소요되는 시간과 점성에 따라 침강구가 떨어지는 속도를 측정하고 Stoke's의 법칙으로부터 유체의 저항을 구해본다.
2. 낙구가 정해진 수직(重直)거리를 강하하는데 소요되는 시간을 측정하여 Stoke's의 법칙으로부터 유체의 저항을 구할 수 있다.
3. 미지의 점성을 가진 유체의 교정(calibration)실험으로부터 계기의 정수를 구하여 미지점성의 유체의 점성을 구하는데 본 실험의 목적이 있다.

 

 

 

유체속에 지름이 서로 다른 여러 종류의 강구를 낙하시켜 표시된 두선을 통과하는 시간을 측정하여 그로 부터 점도를 구한다. 이 실험에서 가장 중요한 점은 구가 두 표시점 사이를 통과하는 정확한 시간을 측정하는데 있으며 Stoke의 법칙을 전제로 하여 Reynolds Number에 대한 이해가 필요하다.

 

본 실험은 낙구에 의한 점성 측정 실험 이였다. 3종류의 크기와 무게가 다른 구를 이용해 2종류의 용액[(글리세린50% + 물50%), (글리세린25% + 물75%)] 에서의 침강 속도를 측정 하였다. 이 실험을 통해서 구의 밀도가 커지거나 액체의 점도가 낮을수록 침강 속도가 빨리 지는 것을 알게 되었다.

 

구의 밀도가 커진 다는것은 무게가 많이 나가거나 부피가 작을 때를 말한다. 그리고 유체의 점도가 높을때 침강하는 물체에 저항을 많이 주어 침강 속도를 떨어 트렸다. 항력계수가 높아짐에 따라서 침강 속도가 느려지는 것을 실험을 통해서 알게 되었다. 그리고 Stokes법칙에 대해서 알아보았고, 항력계수와 레이놀드수와의 관계를 알아보았다

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실험 방법

1. 준비 작업

1) 전원을 연결하기 전 Control Panel 의 S/W가 OFF상태에 있나 확인한다.

 

2) 전원을 단상 AC 110V에 연결한다.

 

3) 투명관 하단에 있는 Ball Basket이 제대로 놓여있는지 확인한다.

 

4) Control Box의 S/W를 ON시키면 Timer의 수치가 나타난다.

 

5) Reset S/W를 누른 후 Start S/W를 누르면 Timer의 수치가 00.00을 나타내나 확인.

 

6) 만약 00.00의 수치가 나타나지 않고, 계속 수치 변동이 있으면 Photo Sensor에 이물 질이 끼어 있거나 고장이므로 침강 측정액을 깨끗한 것을 사용하여야 한다.

 

2. 본 실험

1) 침강속도는 관의 하부에 미리 정해놓은 거리를 구가 떨어지는데 소요되는 시간을 Automatic timer를 사용하여 측정, 계산한다.

 

2) 낙하된 침강구를 들어올리기 위한 바스켓을 측정관에 넣는다.

 

3) 침강구를 낙하시키기 위하여 침강구 가이드를 측정관 중앙부에 장착한다.

 

4) Reset S/W를 누른 후 Start S/W를 누르면 Timer의 수치가 00.00을 가리키는지 확 인 후 침강구를 낙하시킨다.

 

5) 고비중액에서의 낙하는 서서히 일어나며, 저비중액에서의 낙하는 빨리 일어나므로 침강구 선정에 참고하여야 한다.

 

6) 측정이 끝나면 침강구 바스켓을 들어올린다. 이 때 바스켓이 센서에 걸리지 않도록 주의하여 들어올린다.

 

관의 지름 10㎝

 

 

 

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