[화공]탱크로부터의 유체유출 실험 보고서

목차

■ 실험제목
■ 목 적
■ 이 론
● 물질 수지식
● 난류(turbulent flow)에서의 마찰
● 에너지 수지
● Bernoulli 정리 (Bernoulli therorem)
■ 실험기구 및 방법
■ 결과 및 고찰
■ Reference

본문내용

.2
36.5
3
0.5
30
5
26.4
26.24
25.8
계산값
No.
유출량(cm3)
관의단면적
(cm3)
유체의 유속
(cm/s)
Reynolds no
FLOW
1
883.57
1.76625
183.2424711
177.3943072
192.4045947
27486.37067
turbulent
2
883.57
0.19625
119.4235415
121.0286967
123.349795
5971.177077
turbulent
3
883.57
0.19625
170.5404362
171.5803169
174.5064929
8527.02181
turbulent
Re가 4000 이론값과 실험값 분석
No.
c
t0(이론치)
t(실험치)
1
0.153746482
12.99887375
3
2
0.336981518
256.4183678
29.84
3
0.631316005
333.5619885
43.18
● 고찰
이번 실험은 거시적 에너지 및 물질수지를 적용하여 탱크로부터의 액체의 유출시간을 산출하며 이를 실험치와 비교하여 이론식을 유도할 때 도입한 여러 가지 가정의 영향을 알아보는 실험이었다. 이론값과 실험값에서 많은 차이가 나타났는데, 이것은 실험할 때 HI(탱크의 최초 수면높이)을 정확히 15cm로 맞추지 않아서 나타난 것 같다. 관의 길이와 관의 직경 그리고 △H만 유출시간 및 속도의 영향을 주는 요소라고 생각했었는데, 물이 탱크로 빠져나갈 때 중력의 영향을 받으므로 최초의 높이 H1이 클수록 유출속도 및 시간이 빨라진다는 것을 알 수 있었다. 그리고 각 실험마다 레이놀즈 수를 구해 보았는데 모두 난류의 흐름임을 알 수 있었다. 또, 이론값을 기준으로 해서 일정한 관의 길이상태에서 관의 직경변화에 따른 유출속도와 일정관의 직경에서의 관의 길이변화에 따른 유출속도의 값을 구해보았고 이에 따른 그래프를 그려보았다. 관의 직경변화에 따라서 관의 직경이 0.5cm 일 때에서 1.5cm 로 증가할 때 유출시간은 급격히 감소함을 볼 수 있었고 이후에는 지수적으로 감소함을 알 수 있었다. 관의 직경이 1.5 cm 일 때 관의 길이를 5cm에서 100cm 까지 증가시켜 유출속도를 구한 결과 유출속도는 증가함을 알 수 있었다.
결론적으로 관은 관의 길이가 길수록 직경이 넓을수록 유량과 유속이 빨라지고 마찰손실 또한 낮아지는 것을 볼 수가 있다.
■ 참고문헌
1. 單位操作 實驗 高完錫외 1인 공저, 1998년, p 39~41
2. 化學工學槪論, 고 완석 외 2인, 동아출판사, 1998년 P 35~36
3. 화학공학 개론, 김 종식, 1983년, P121
4. 응용 유체역학, 김 래현 외 4인 역자, Tasos C. Papanastasiou, 1997년, P152~154
5. 단위조작, Warren L. McCabe, Julian C. Smith, Peter Harriott, 2003년, P21
6.“제 2판”단위 조작, 고 완석 외 4인 공저, 2001년, 普門堂 , P47~49

키워드

화공 ,   화학공학,   열 ,   열전달,   탱크,   유출,   유체,   결과