배관계의 유체 마찰손실 측정 실험

소개글

배관계의 유체 마찰손실 측정 실험에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 실험목적
2. 이론
3. 실험
5. 결론
6. NOMENCLATURE
7. REFERENCE

본문내용

일 때 : 이므로 마찰손실을 무시 할 수 있다. 난류 일 때 : )
- 관 이음쇠와 밸브류에 의한 마찰손실
90° elbow
90° bend
Tee
Gate valve
Glove valve
Ball valve
( )
( 관이음쇠와 밸브에 따른 마찰계수 )
- 유량측정장치에 의한 마찰손실
유량측정장치는 그 구조적 특성 때문에 장치 내부에서 상당한 와류가 발생되어 압력손실이 발생한다.
① Orifice meter
모든 차압식 유량계와 같이, 오리피스 판을 설치하여 수두 차(정압과 동압의 차이)를 측정한다. 리피스 판의 경우, 이 조임부가 얇고, 원형이고, 일반적으로 중앙이 뚫려있는 평평한 금속판이다. 배관 직경에 비해 충분히 작은 구멍을 가진 오리피스 관을 설치한다.
오리피스란 수조의 측벽 또는 바닥에 구멍을 뚫어서 물을 유출시킬 때 유량측정 및 조절이 주 목적이다. 가공하기 쉬워 보통 원형으로 만들어 진다. 단 설치는 쉬우나 압력손실이 큰 단점이 있다.
Orifice meter 바로 앞과 직후에서 유체의 압력차를 검출함으로써 유량을 알 수 있다.
⇒ 접근속도 불포함 오리피스 계수 는 실험에 의해 측정되어지는 값으로, 와 Reynolds 수에 따라 다른 값을 가진다.
(ⅰ) Re < 30000 → = 그래프 참조
(ⅱ) Re > 30000 → = 0.61
② Venturi meter
벤츄리미터는 차압 조임 기구로써 원형의 긴 입수부, 매우 좁은 목부, 그리고 긴 배수부로 이루어져 있다. 입수부 탭(tap)과 벤츄리 목부에서 차압을 측정한다. 벤츄리미터는 매끄러운 입구와 예리한 출구 구조의 유량 노즐의 다양한 디자인 형태이다. 유량 노즐은 일반적으로 정확한 측정이나 지하에 매설하여 오랜 기간 동안 보수 유지 없이 사용하고 싶은 경우에 이용되고 있다. 관의 단면적을 급격히 줄였다가 중앙부에서 최소단면적이 되고, 다시 관의 단면적이 완만하게 확대되는 구조이다. 압력손실은 작지만 면적을 많이 차지한다.
( :접근속도 불포함 벤튜리계수 )
⇒ 단, 의 값 또한 파이프의 직경에 영향의 받는다.
파이프직경 2~8 : = 0.98
파이프직경 > 8 : = 0.99
여기서, 부피유량 으로 나타낼 수 있고,
질량유량()은 부피유량과 밀도의 곱으로 나타낸다.
③ Pitot tube
피토관, 피토튜브는 점속을 측정하는 장치이다. 대부분의 다른 차압식 유량계 기구는 라인에서 평균 유속을 측정하도록 만들어져 있다. 실제로, 배출구가 한 개인 피토관은 잘 사용되지 않으며, 대부분의 범용 피토관 유량 센서는 Annubar이라 불리는 다중배출구 평균 장치이다. 장치는 삽입 탐침으로, 4개 이상의 탭을 가지고 있고, 라인에서 평균 유속을 결정하기위해 유속 단면을 이용한다.
( {}안의 값 : pitot correction factor)
일반적으로 의 값은 pitot coefficient로 주어진다.
⇒비압축성 유체의 경우 의 보정인자가 1 이므로
Pitot tube는 국부속도가 측정되므로 다시 평균유속으로 산출해야 하는 불편함이 있지만 굴뚝같은 직경이 큰 유로에서는 효과적이다.
3. 실험
(1) 실험장치
1,2,3,4: Flow ON/OFF 5. Gate valve 6. Globe valve
7. Ball valve 8. 90° Elbow 9. 90° Bend(r=50mm)
10. 90° Tee junction 11. Pitot tube 12. Venturi meter(24→14mm)
13. Outlet control vavle 14. 1m Hg Manometer 15. 1m H2O Manometer
(2) 기기 및 시약
-EH-FF-2000P, 물 , 초시계, 부피플라스크
(3) 실험 방법
① 관내로 물이 흐를 수 있도록 조절밸브, 글로브 밸브, 게이트 밸브, 콕크밸브를 열어 놓는다.
② 펌프의 모터 스위치를 작동시켜 배관계로 물을 순환시킨다.
③ 마노미터의 밸브 속에 공기가 차 있는가를 확인하여 공기배출 밸브를 열어 공기를 배출시킨다.
④ 측정하고자 하는 직관, 밸브, 관 이음쇠, 유량측정장치를 선택하여 마노미터를 연결한다.
⑤ 관 내 유속과 압력을 조절밸브로 조정하여 물의 유량을 측정한다.
⑥ 물의 유속에 따른 압력차를 수은 마노미터와 물 마노미터로 측정한다.
※ manometer의 수두차를 읽기 전 manometer와 pipe line상의 기포를 모두 제거해 주어야 한다.
⑦ 같은 유속에서 정확한 압력차를 3회이상 측정한다.
*Flow chart
조절 밸브, 글로브 밸브, 게이트 밸브,

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