실험보고서 - 베르누이 정리 실험

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실험보고서 - 베르누이 정리 실험에 대한 보고서 자료입니다.

본문내용

라고 한다. 따라서 속도수두 (m)라는 것은 물 1(kg)당 (kgm)의 에너지를 가지고 있음을 의미한다.
3) 위치수두 (位置水頭 , potential head) Hz
-. 유체입자의 위치에너지를 나타내는 항이다.
높은 곳에 있는 물은 낮은 위치에 대하여 일을 할 수 있는 능력을 가지고 있다. 수차 등 의 경우가 이에 해당된다. 위치수두 Z(m)라고 하는 것은 물 1(kg)당 Z(kgm)의 에너지를 가 지고 있다는 것을 의미한다.
4) 전수두 : 全水頭 , total head
압력을 가진 물은 그 압력에 의해서 일을 할 수 있으므로 압력에 의한 에너지를 가지고 있다. 이 P/Υ (m)를 압력 P(kg/m2)를 가진 물의 압력수두(Pressure head)라고 한다. 따라서 압력수두 P/Υ(m)라는 것은 물 1(kg)당 P/Υ(kgm)의 에너지를 가지고 있음을 의미하고 있다.
물이 어떤 기준면에서 H(m)의 높이에 있고 압력 P, 속도 V일 때, 그 물은 위에 설명한 3개의 에너지를 동시에 가지고 있게 된다. 일반적으로 물이 가지는 수두의 총합을 전수두(Total head)라고 한다. 이 전수두를 H라고 하면
즉, 이 물은 H(m)의 전수두를 가지고 단위중량(1kg)에 대하여 H(kgm)의 전에너지를 가지고 있음을 의미한다.
(3)실험방법
1. 펌프를 작동 시킨다.
2. 입구밸브와 출구밸브를 적당히 열어서 유량을 조절한다.
3. 액주계의 수주 높이가 변동하지 않는 정상상태에 도달할 때까지 기다린 다.
4. 각 수조의 수주와 액주계의 수주를 뒤의 모눈종이를 보고 측정한다.
5. 실험과정 동안의 시간과 흘러나간 물의 양을 측정하여 시간당 유량의 변 화를 측정한다.
6. 유량의 변화를 주면서 반복 실시한다.
(4) 실험결과 정리
1. 압력수두, 속도수두, 위치수두, 전압의 물리적 의미에 대하여 고찰한다.
2. 전압, 압력수두, 속도수두 값을 압력 측정 위치에 따라 그리고, 그 차이 에 대하여 검토한다.
3. 전압 측정값과 계산값을 측정 위치에 따라 그리고, 그 차이를 검토한다.
(5) 관련 계산식
1) 체적유량 Q = Vol/t * 1000 [cm3/s]
2) 평균속도 V = Q/A [cm /s] *시험부의 정압 측정공의 위치에 따른 지름 변화
d1 = 25.0, d2= 14.6, d3 = 12.4, d4 = 11.3, d5= 10.6, d6 = 10.0
3) 속도수두 = V/2g
*전수두 = 압력수두 + 속도수두 + 위치수두
p = γh, Z1=Z2를 위 식에 대입하면,
h1 + V12/2g = h2 + V22/2g = H
4) 전수두 hx + Vx2/2g = Hx x=1,2,3.....
(7) 고찰
이번 레포트를 통해 막연하게 알고만 있던 베르누이 방정식에 대해서 많은 것을 알게 되었다. 첫 번째로 간단하게 볼려면 그렇게 볼 수 있는 식이 주위에서 많이 이용되고 있다는 것을 알게 되었다. 비행기가 이륙하는 이유, 빨대로 음료수 마시기, 축구에서의 바나나킥 등을 설명 할 수 있다는 것을 알게 되었다.
그리고 액체는 운동에너지, 압력에너지, 및 위치에너지의 세 가지 형태의 에너지를 가지고 있고, 단면적이 작은 곳에서는 유속이 증가하지만 압력은 감소하는 것으로부터 압력 에너지의 일부가 운동 에너지로 변환되어 에너지 보존의 법칙이 성립한다는 것을 알게 되었다.
하지만 실험결과에서는 이론과는 달리 오차로 인한 차이가 났다. 이 오차의 이유에 대해서 생각해 보았다.
1. 속도가 증가함에 따라 손실수두가 증가하였다.
- 속도증가에 따른 다른 에너지로의 전환
2. 관에 대한 마찰계수의 무시로 인한 오차
3. 누수로 인한 유량의 오차
4. 수작업으로 인한 측정값의 오차

키워드

베르누이 정리 실험,   베르누이방정식의 유도 방법,   속도수두