유량측정실험

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유량측정실험에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1.실험목적

2.관련이론

3.실험장치 및 방법

4.실험결과 및 검토

5.결론

6.참고문헌 및 목록

본문내용

^{ 8 } ~+~91.71 { beta ^{ 2.5 } } over { Re_{ D_{ 1 } } ^{ 0.75 } }
(18)
식(18)은 0.2 <
beta
< 0.75와
10^{ 4 }
<
Re_{ D_{ 1 } }
<
10^{ 7 }
의 범위에서 0.6% 오차 내의 오리피스 유량계수를 예측할 수 있다. 식(18)과 (9)으로부터 계산된 몇 개의 유량계수는 Fig. 3에 도시되어 있다.
유사한 상관관계식은 D와 D/2에 압력탭이 있는 오리피스판에 대하여 이용가능하다. 플랜지탭(flange tap)은 파이프의 크기에 따라 다른 상관관계식을 필요로 한다.
3. 실험장치 및 방법
3.1 유량측정 실험
실험장치는 Fig. 5와 같다. 먼저 전원을 넣고 를 조절해 상수조(upper reservoir)가 overflow 될 때까지 물을 채우면서 수조로 들어가는 유량을 로터미터(rotameter)로 조절하고 배수 밸브중 실험에 해당하는 밸브 외에는 모두 잠근다. 다음으로 밸브 를 열어 수조의 수위가 일정하게 유지 한다. 그리고 벤투리 유량계의 기포를 제거하기 위하여 밸브 를 다시 잠근 다음 서서히 열어 공기를 완전히 제거한다. 기포가 제거되었으면 벤투리 유량계의 입구와 목 부분의 수두차를 다관 마노미터로부터 읽는다. 노즐 유량계와 오리피스 유량계의 실험도 벤투리 유량계 실험과 동일한 방법으로 수행한다. 실험이 모두 끝나면 전원 스위치를 내리고 배수 밸브모두를 열고 메인 밸브도 열어 물이 완전히 빠지게 한다. 벤투리유량계, 유동노즐 유량계 및 오리피스 유량계의 자세한 치수는 Table 1과 같다.
Fig. 5 Experiment device
Table 1 Size of each device
구 분
Venturi
Nozzle
Orifice
D_{ 1 }
0.365
0.280
0.208
D_{ 2 }
0.260
0.190
0.170
4. 실험결과 및 검토
4.1 Venturi 유량계
D1 = 0.0365 m, D2 = 0.026 m (지름비) = 0.7123
벤투리에서는 유량이 거의 보존되므로, Cv
CONG
1.0
Table 2 Data sheet of venturi flow meter
Q
(m3/h)
Q
(m3/s)
V
(m/s)
h
(m)
Cv
Re
2.0
5.55*10-4
0.531
0.04
1.0
22799
2.5
6.94*10-4
0.664
0.07
1.0
28499
3.0
8.33*10-4
0.796
0.09
1.0
34199
3.5
9.72*10-4
0.929
0.12
1.0
39699
Fig. 6
C_{ V }
and Renolds number of ventury
Fig. 7 Head loss of ventury Fig. 8 Flow coefficient - renolds number of ventury
4.2 Nozzle 유량계
D1 = 0.028 m, D2 = 0.019 m, (지름비) = 0.6786
Table 3 Data sheet of nozzle flow meter
Q
(m3/h)
Q
(m3/s)
V
(m/s)
h
(m)
Cv
Re
2.0
5.55*10-4
0.902
0.13
0.971
22799
2.5
6.94*10-4
1.128
0.20
0.974
28499
3.0
8.33*10-4
1.353
0.33
0.981
34199
3.5
9.72*10-4
1.579
0.42
0.984
39699
Fig. 9
C_{ V }
and Renolds number of flow nozzle
Fig. 10 Head loss over flow nozzle Fig. 11 Flow coefficient - renolds number of ventury
4.3 Orifice 유량계
D1 = 0.0208 m, D2 = 0.017 m, (지름비) = 0.8173
Table 4 Data sheet of orifice flow meter
Q
(m3/h)
Q
(m3/s)
V
(m/s)
h
(m)
Cv
Re
2.0
5.55*10-4
1.635
0.43
0.579
22799
2.5
6.94*10-4
2.044
0.60
0.576
28499
3.0
8.33*10-4
2.452
0.91
0.574
34199
3.5
9.72*10-4
2.861
1.33
0.573
39699
Fig. 12
C_{ V }
and Renolds number of orifice
Fig. 13 Head loss of orifice Fig. 14 Flow coefficient - renolds number of orifice
4.4 실험에 대한 고찰 및 오차분석
마노미터를 읽는 사람들에 따라 수치가 달라지는 것이 가장 큰 오차원인으로 지적됐고 또한 밸브조정의 미숙이 또 다른 오차원인으로 발견되었다.
Fig. 15 Head loss comparison of Ventury , flow nozzle and orifice
5. 결 론
이번 유량실험은 3가지의 노즐형태에 따른 교축유량계의 원리와 함께 유량을 측정하는데 있다. 각각의 실험데이터를 보게 되면 벤추리는 Fig. 3., 4, 5와 같고 유동노즐의 경우 Fig. 6, 7, 8에서 보는 바와 같으며 오리피스의 경우 Fig. 9, 10, 11과 같다. 각각의 data를 비교 분석해 보면 Fig. 12와 같이 오리피스>노즐>벤추리의 순으로 Fig. 1의 단면 1과 2사이의 노즐 목에서의 단면적감소부분에서 유동박리가 커서 손실의 양이 많음을 알 수 있다. 그리고 관련이론에서는 오리피스＜노즐＜벤추리의 순으로 유량계수가 크고 그만큼 많은 유량을 전달할 수 있다고 하였으나 실험결과는 그렇지 않았다.
6. 참고문헌 및 부록
Yusangsin. Baesincheo. Seosangho., 2000, "Introduction to Fluid Mechanics, " Fifthth edition, Scitech, pp.448~459.
Yusangsin. Baesincheo. Seosangho., 1994, "Introduction to Fluid Mechanics, " Fourth edition, Hee joong dang, pp.406~408

키워드

유량,   오리피스,   노즐,   벤투리,   유량계,   유량측정