기계공학 송풍기 성능실험

소개글

기계공학 송풍기 성능실험에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 실험 목적

2. 실험 개요

3. 실험 이론
3-1. 용어
3-2. 실험배경이론
3-3. 공기 기계의 분류
3-4. 송풍기의 종류

4. 실험 장치

5. 실험 방법

6. 실험 결과
6-1. 실험DATA
6-2. 그래프
6-3. 결과분석 및 고찰

7. 참고 문헌

본문내용

적어도 되고 이것으로부터 강도상의 설계는 보다 간단해 진다.
나)레이디얼 팬: 반지름 방햐의 깃을 가지고 다익 팬에 비하여 익현길이는 길며 깃 폭은 짧아진다. 깃 수는 다른 어느 팬보다도 가장 적으며, 구조는 조금 커지지만 효율은 다익 팬보다 좋다.
다)터보팬: 깃은 회전방햐에 대하여 뒷쪽으로 기울어져 있다. 익현길이, 깃 폭은 대략 레이디얼 팬과 같다. 깃 수는 다익 팬과 레이디얼 팬의 중간 정도가 된다. 구조는 이 가운데서 가장 크게 되지만 효율은 가장 좋다.
b) 축류 송풍기
원래 저압으로서 다량의 풍량이 요구될 때에 적합한 송풍기이지만 그래에슨 고압용으로도 효율이 좋은 것이 제작되기에 이르러 그 적용범위는 점점 확대되어 가고 있다. 원심 송풍기보다 소음이 크고, 설계점 이외의 풍량에서는 효율이 갑자기 떨어지는 결점이 있다.
① Propeller fan : 도풍관이 없는 가장 간단한 축류 송풍기이다.
② Tube axial fan : 도풍관이 있는 축류 송풍기이다.
③ Vane axial fan : 도풍관에 정익(안내 깃)이 고정되어 있는 축류 송풍기로서, 이 정익에 의하여 회전방향의 흐름은 회수되고, 효율을 그만큼 높아진다.
4. 실험장치
(가) Fan : Centrifugal Fan, Axial Fan, Siricco Fan
Flow rate : Max. 12
Delivery pressure : Max. 50mm H2O
R.P.M : 580 ～ 1750 rpm
(나) Motor : 0.75kW, AC 220V, 60Hz, 3 Phase
(다) Air duct : Dia. 100A
(라) Air Flow Control : Throttle Valve Setting
(마) Air Flow Rate Device : Nozzle, Orifice
(바) Measuring instrument : Tachometer, A.V.Meter,
Multi-manometer, W-meter
5. 실험방법
1)회전수에 변화를 줄 때
①송풍기를 구동시킨다.(최고 회전에서부터 저속까지 5회 이상)
②입구와 출구의 압력을 측정한다.(피토우 튜브 이용)
③전기동력을 측정한다.
④회전수를 측정한다.
2)일정 회전수( 1783 rpm ) 일때
①송풍기의 일정 회전수를 구동시킨다.
②댐퍼를 완전히 닫은 상태에서 위의 사항을 측정한다.
③댐퍼를 조금 개방한 후 위의 사항을 측정한다.
④댐퍼를 완전히 개방한 후 위의 사항을 측정한다.
6. 실험결과
6-1. 실험 DATA
단위
1
2
3
4
5
회전 속도
rpm
596
894
1191
1487
1783
송풍기의 정압
()
mm
6
14
28
46
68
Pa
58.86
137.34
274.68
451.26
667.08
송풍기의 동압
()
Pa
3.67
8.83
18.42
30.18
44.12
송풍기의 전압
()
Pa
62.53
146.17
293.1
481.44
711.2
오리피스 수두차
mm
5
12
25
41
60
Pa
49.05
117.72
245.25
402.21
588.6
송풍기 축동력
kw
0.1
0.13
0.18
0.25
0.35
유 량
㎥/sec
0.0216
0.0335
0.0484
0.06195
0.0749
공기 동력
kw
0.00135
0.004897
0.01419
0.02983
0.05327
송풍기의 효율
%
1.35
3.77
7.88
11.93
15.22
a) 댐퍼를 완전 개방한 상태에서 회전수에 변화를 줄 때
단위
1(완전개방)
2(반쯤개방)
3(완전닫음)
송풍기의 정압
mm
68
68
72
Pa
667.08
667.08
706.32
송풍기의 동압
Pa
44.12
42.72
0
송풍기의 전압
Pa
711.2
709.8
706.32
오리피스의 수두차
mm
60
58
0
Pa
588.6
568.98
0
송풍기의 축동력
Pa
0.35
0.35
0.35
유량
㎥/sec
0.0749
0.0737
0
공기동력
kw
0.05327
0.0523
0
송풍기의 효율
%
15.22
14.95
0
b) 일정 회전수일 때(1783 rpm)
6-2. 그래프
a) 회전수에 변화를 주었을 때
b) 일정한 회전수(1783rpm)일 때
c) 회전수와 유량의 관계 그래프
6-3. 결과분석 및 고찰
첫번째 실험은 송풍기의 회전수만 변화를 주었을 때 효율을 알아보는 실험이었다. 위의 그래프에서 보면 송풍기의 회전속도가 올라갈수록 축동력과 송풍기의 전압도 올라가고 효율도 증대되는 것을 볼 수 있었다.
두 번째 실험은 회전수를 일정하게 하고 댐퍼의 상태를 바꿨을 때 효율을 알아보는 실험이었다. 위의 그래프에서 볼 때 댐퍼를 반개방 할 때까지는 유량과 효율이 조금 밖에 안 떨어졌으나 댐퍼를 완전 닫았을 때는 유량과 효율이 급격히 떨어졌다.
이번 실험은 우리에게 송풍기를 이용, 설계할 때 어느 회전속도, 어느 축동력에서 효율도 높고 동력도 적절하게 사용되는 그런 최적화된 곳을 찾아내는 계기가 된 것 같다.
다른 조의 송풍기의 효율은 0.1% 나왔다고 하는데, 이것은 fan 이 돌아가는 방향이 역방향이기 때문이라고 한다. 우리는 fan 이 정방향으로 돌아가게 해서 실험을 했기 때문에 효율이 30~40% 정도 나올 것으로 예상했었다. 그러나 실험결과 효율이 댐퍼를 완전개방 했을 때 15.22%, 절반 개방 했을 때 14.95%, 완전 닫았을 때 0%가 나왔다. 이러한 결과가 나온 원인은 실험장치가 노후화로 인해 공기가 밖으로 조금씩 빠져나가는 것이 있고 송풍기의 날개는 빠르게 돌아가는데 실험기구 안의 공기의 흐름은 그다지 많지 않았기 때문일 것이다.
이번 실험을 통해 송풍기의 작동원리를 이해하고 효율을 구하는 방법을 배웠다. 그래서 송풍기가 실생활에서 이용되고 있는 곳을 조사해 보았다. 송풍기는 대마무 숯을 제조하거나, 생식제품을 열풍건조하고 폐수처리장에서 폐수를 균등화 시키는데 그리고 절전타입의 미니 노즐 등 실생활에 많이 이용되고 있다.
7. 참고문헌
1. 기계실습 - 김갑용
2. 유체기계 - 신종근, 이진성, 이원섭
3. 실험 기계공학 - 강명순
4. 소방 유체역학 - 최영상
5. 유체역학 - 동명사
6. 유체역학 - 유상신, 배신철, 서상호

키워드

기계공학,   송풍기,   송풍기 성능,   공학실험