오리피스 미터 상수와 물의 마찰 손실 측정

소개글

오리피스 미터 상수와 물의 마찰 손실 측정에 대한 보고서 자료입니다.

목차

요약(Abstract)

1. 실험목적

2. 이론

2.1 오리피스 미터

2.2 유체 마찰 손실 측정

3. 실험장치 및 방법
3.1 실험장치
3.2 실험방법

4. 실험 결과 및 토의

5. 결론

6. 기호(Notation)

참고문헌

본문내용

력차와 질량을 이용하여 식(1), 식(3)에 대입하여 계산하였고 이것은 Table 1.와 같이 나타낼 수 있었다.
Table 1. Orifice coefficient
압력차
평균 유량
1
51
0.668
0.400410
2
45
0.646
0.410000
3
42
0.592
0.391000
4
29
0.503
0.399800
5
34
0.545
0.400000
6
21
0.439
0.410000
7
25
0.482
0.412000
평균값
-
-
0.403316
오리피스 미터의 상수값은 Table 1과 같이 0.403316이었다. 그리고 이 실험에 사용된 오리피스의 지름과 관의 지름을 이용하여 값을 구해보았는데 그 값이 0.83이었다. 압력차의 손실률은 Fig.1을 이용하여 약 35%인 것을 알 수 있었다.
를 구하기 위하여 식(1)을 이용하여 를 계산하였다. 이렇게 계산된 와 식(2)를 이용하여 를 구할 수 있었다.
또 식(4)를 이용하여 거친 관과 매끄러운 관의 를 구할 수 있었다. 는 식(5)를 이용하여 구할 수 있었다. 거친 관과 매끄러운 관의 마찰손실은 Fig. 5와 같았다.
Figure 5. Friction factor chart
가 일정하더라도 표면이 거친 경우의 마찰계수는 매끈한 경우보다 커진다.
5. 결론
이번 실험을 통해 실험에 사용된 오리피스 미터의 상수를 구할 수 있었다. 오리피스 미터 상수는 약 0.403316이었다. 그리고 값을 이용하여 압력차의 손실률을 구해보았는데 그 값이 35%였다. 값은 0.83이었는데 실제 프로세스에서는 가 범위인 것과 비교해보면 실제로 사용되는 프로세서로 보기는 조금 힘들다는 생각이 들었다.
본 실험은 매끄러운 관과 거친 관에서의 마찰손실을 구하였다. 이 유체의 흐름은 난류에 속하고 난류에서는 가 일정하더라도 표면이 거칠면 마찰계수가 커진다. 즉, 거친 표면을 매끈하게 만들면 마찰계수는 감소할 것이라고 생각했다.
우리가 실제 프로세서에서 관을 사용할 때, 마찰손실로 인하여 그 효율이 떨어지는 경우가 많다. 그 이유에는 여러 가지 이유가 있지만 가장 쉽게 생각할 수 있는 것은 이 실험과 같은 관 표면의 상태이다. 하나의 상(Phase)만 수송되는 것이 아니기 때문에 더욱 그러하다. 정확한 데이터를 위해서는 낡고 오염되고 부식된 관보다 거칠기 특성이 매우 깨끗한 관을 사용하는 것이 좋고, 쉽게 부식되지 않는 재질로 된 관을 사용하는 것이 좋다.
6. 기호(Notation)
:오리피스 상수, 무차원
:관의 직경()
:마찰손실 계수, 무차원
:마찰손실 ()
:축소손실계수, 무차원
:확장손실계수, 무차원
:이음쇠와 밸브의 손실계수, 무차원
:관의 길이
:질량유량()
:, 무차원
:압력() ; , 오리피스 입구에서의 압력; , 오리피스 출구에서의 압력
:오리피스의 단면적()
:오리피스를 통과하는 유의 선속도 ()
:액체 단위 질량 기준의 펌프 일()
:기준면으로부터의 높이(); , , 각각 지점 의 높이
:오리피스 지름과 관의 지름의 비, 무차원
:펌프의 총괄 효율, 무차원
:유체의 점도()
:유체의 밀도
참고문헌
[1] MaCabe, W. L., Smith, J. C. and Harriott, P., Unit Operations of Chemical Engineering, McGraw-Hill, singapore, 6th Ed., 222-223(2001).
[2] MaCabe, W. L., Smith, J. C. and Harriott, P., Unit Operations of Chemical Engineering, McGraw-Hill, singapore, 6th Ed., 69-70(2001).
[3] MaCabe, W. L., Smith, J. C. and Harriott, P., Unit Operations of Chemical Engineering, McGraw-Hill, singapore, 6th Ed., 89(2001).
[4] MaCabe, W. L., Smith, J. C. and Harriott, P., Unit Operations of Chemical Engineering, McGraw-Hill, singapore, 6th Ed., 120(2001).
[5] MaCabe, W. L., Smith, J. C. and Harriott, P., Unit Operations of Chemical Engineering, McGraw-Hill, singapore, 6th Ed., 34-35(2001).

키워드

유체역학,   마찰손실,   오리피스,   마노미터