[열유체실험 A+ 과제] 4. Energy losses in pipes(관내 에너지손실) + Simulation of energy losses in pipes(관내 에너지손실 시뮬레이션)

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[열유체실험 A+ 과제] 4. Energy losses in pipes(관내 에너지손실) + Simulation of energy losses in pipes(관내 에너지손실 시뮬레이션)에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. Energy losses in pipes (관내 에너지 손실 실험)
① 목 적
② 이 론
③ 실험 방법
④ 결과 및 분석
⑤ 토 의


2. Simulation of energy losses in pipes (관내 에너지 손실의 시뮬레이션)
① 목 적
② 이 론
③ 실험 방법
④ 결과 및 분석
⑤ 토 의

본문내용

시뮬레이션을 통해서 원통형의 실험용 파이프에서 유체가 이동하고 있을 때 마찰에 의한 압력손실을 예상해보며 또한 Energy losses in pipe의 결과와 비교하여 오차를 확인한다.
이론
해석 프로그램인 Comsol multiphysics 3.5를 이용하여 Δp를 구한다.
,
실험 방법
① Comesol multiphysics 3.5를 이용하여 관의 위치에 따른 Δp와 속도를 구한다.
② 구한 데이터를 이용하여 속도분포를 그려낸다.
결과 및 분석
1번 압력 변화량
3번 압력 변화량
6번 압력 변화량
5번 압력 변화량
4번 압력 변화량
2번 압력 변화량
◇ 층류 실험 데이터
8번 압력 변화량
7번 압력 변화량
1
2
3
4
5
6
7
8
Re
130
357
552
704
791
824
917
1033
Δp
38
107
170
220
249
260
290
330
f (이론)
0.4927
0.1795
0.1160
0.0909
0.0809
0.0777
0.0698
0.0620
f (실험)
0.5995
0.1909
0.1295
0.1061
0.0971
0.0968
0.0877
0.0758
f (시뮬)
0.4650
0.1737
0.1153
0.0917
0.0822
0.0790
0.0713
0.0638
이론 & 시뮬
오차율(%)
6
3
1
-1
-2
-2
-2
-3
2번 압력 변화량
1번 압력 변화량
3번 압력 변화량
6번 압력 변화량
5번 압력 변화량
4번 압력 변화량
◇ 난류 실험 데이터
1
2
3
4
5
6
7
8
Re
9918
10858
12243
12388
12686
13262
13679
14898
Δp
5250
6900
6900
7000
7250
7700
8000
9000
f (이론)
0.0317
0.0310
0.0301
0.0300
0.0298
0.0295
0.0293
0.0286
f (실험)
0.0482
0.0437
0.0399
0.0390
0.0385
0.0352
0.0353
0.0335
f (시뮬)
0.01102
0.01208
0.00950
0.00942
0.00930
0.00904
0.00883
0.00837
이론 & 시뮬
오차율 (%)
65
61
68
69
69
69
70
71
7번 압력 변화량
8번 압력 변화량
◇ 속도 분포
(층류) : 상단 중단 하단
(난류) : 상단 중단 하단
◇ 층류/난류의 마찰계수 및 무디차트와의 비교
토의
① 속도 분포에 관하여
층류에서는 중간지점 하단지점의 모양이 유사하고 종단 속도에 이르럿다는 것을 알 수 있다. 하지만 난류에서는 관 중심지점이 최고속도에 아직 이르지 않았고 중단에서 하단으로 갔을 때 조금의 변화가 있을 뿐이다. 그러므로 종단속도에 이르지 않은 것으로 판단 된다.
② 시뮬레이션에서 큰 오차 발생한 원인
에서 실험은 를 수두로 잿지만 시뮬레이션으로 계산 한 것은 를 사용한다. 나머지 변수는 같지만 시뮬레이션의 가 작은 수치여서 결정적으로 낮은 마찰계수가 나온 것으로 본다.

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