유체관로 실험

소개글

유체관로 실험에 대한 보고서 자료입니다.

목차

실험 결과 요약

유 체 공 학 실 험 보 고
1. 실험목적
2. 실험 관련 이론
3. 실험 장치 및 방법
4. 실험 결과 및 토의
5. 참고문헌

본문내용

기 비로 무차원이다)
(관의 상대조도가 작을수록 손실이 커질 것이라는 것을 알 수 있다)
- 층류인 경우 관벽의 조도는 손실에 크게 영향을 미치지 않지만,
난류인 경우에는 관벽의 상대조도는 Re수와 함께 손실의 크기를 결정하는 요인이 된다.
[3] 주손실과 부손실 실험식
(1) 주손실 실험
Darcy-weisbach식에 의하여
수평 파이프일때 베르누이 방정식에 의해
따라서 위식은 다음과 같이 된다.
(2) 부손실 실험
부손실로 인한 손실계수 K에 관한 식은 다음과 같다.
위식에서 는 각각 등가(상당)길이와 수력직경을 의미한다.
3. 실험 장치 및 방법
3.1 실험 장치
위 치
관의 직경
관의 길이
위 치
관의 직경
관의 길이
6 ~ 7
36.5 mm
830 mm
9 ~ 10
36.5 mm
1100 mm
17 ~ 18
28.0 mm
1190 mm
10 ~ 12
16.0 mm
460 mm
22 ~ 23
20.8 mm
1190 mm
12 ~
36.5 mm
480 mm
3.2 실험 방법
가. 주손실 실험
1) 전원을 넣는다. 2) 고수조에 물을 채운다.
3) 밸브 ⓑ, ⓒ, ⓓ, ⓔ, ⓕ, ⓖ를 완전히 개방 4) 관로내의 공기를 제거
5) 밸브 ⓐ와 로터미터를 이용하여 유량을 조절
6) 유량을 일정하게 한 후ⓓ,ⓔ,ⓖ 잠그고, 6-7관의 수두차를 다관마노미터로부터 읽는다.
7) 유량을 동일하게 하여 밸브 ⓓ, ⓕ, ⓖ를 잠그고
17-18관의 수두차를 다관 마노미터로 읽는다.
8) 유량은 동일하게 하여 밸브 ⓔ, ⓕ, ⓖ를 잠그고
22-23관의 수두차를 다관 마노미터로부터 읽는다.
9) 유량을 바꾸어 가면서 여러 번 실험하여 결과값을 측정한다.
나. 부손실 실험
1) 급격확대 및 급격축소
가) 유체관로 주손실 실험의 실험방법 1)∼3)과 동일하게 한다.
나) 밸브 ⓓ,ⓔ,ⓕ잠그고 ⓖ 완전히 개방 다) 밸브 ⓐ와 로터미터를 이용 유량조절
라) 급격축소관(10∼11), 급격확대관(11∼12)의 수두차를 다관 마노미터로부터 읽는다.
마) 유량을 변화시키면서 여러번 실험을 반복한다.
2) 관부속품
가) 유체관로의 주손실 실험의 실험방법 가)∼다)과 동일하게 한다.
나) Tee관의 경우 밸브 ⓓ, ⓔ, ⓕ, ⓖ를 완전히 개방한다.
다) 밸브ⓐ와 로터미터를 이용 유량을 조절 라) 위치 1,2,13에서 수두를 다관마노미터로 부터 읽는다. 마노미터로부터 읽는다.
마) Elbow일 때에는 밸브를 ⓕ, ⓖ만 열고, 바) 이때 지점 8, 9 의 수두차를 읽는다.
다른 밸브는 잠근다.
4. 실험 결과 및 토의
가. 주손실 실험
단위 규격
Q(㎥/h)
Q(×10-4㎥/s)
V(㎧)
Δh(mm)
f
Re
1
d=36.5mm
L=830mm
2.2
6111
0.584
15
0.397
18535.6
2.5
6945
0.663
18
0.0352
21043.0
2.8
7778
0.743
20
0.0312
23582.2
3.1
8612
0.823
23
0.029
26121.3
2
d=28.0mm
L=1190mm
2.2
6111
0.992
56
0.0262
24162.8
2.5
6945
1.127
73
0.0265
27440.0
2.8
7778
1.263
85
0.0245
30751.3
3.1
8612
1.398
105
0.0247
34038.0
3
d=20.8mm
L=1190mm
2.2
6111
1.798
205
0.0217
32520.3
2.5
6945
1.970
211
0.0186
35631.3
2.8
7778
2.287
229
0.0149
41401.0
3.1
8612
2.534
232
0.0123
45832.3
Table 2. Results of Volume Drop in a Pipe Experinment
Fig. 1 Volume flow rate and Reynolds number correlation
Fig. 2 Volume flow rate and Friction Factor correlation
초당 유량 : 유체의 속도 :
f 값 계산 : Re 값 계산 : Re = 64/f
나. 부손실 실험
1) 수두손실과 유량과의 관계를 도시하고 이를 이론곡선과 비교하여 본다.
◎ 급격확대 및 급격축소 실험
Q(㎥/h)
(mm)
k
kth
(mm)
k
kth
1
52.5
1.12
0.4
11.3
0.52
0.7
1.5
72.0
0.87
0.4
13.1
0.41
0.7
2.0
75.5
0.64
0.4
13.4
0.29
0.7
2.5
79.5
0.41
0.4
13.6
0.18
0.7
Table 3. Sudden expansion and Contraction sheet
Fig. 4. Volume flow rate and Minor losses
유량계산 : 속도 계산 :
K값 계산 :이므로이다.
급격축소
급격확대
유량이 증가하면 할수록 수두손실도 증가하며 급격한 확대와 급격한 축소를 비교해볼 때, 급격한 축소 일때가 급격확대에 비해 수도손실의 값이 큰 것을 알 수 있었다. 이는 관내의 유동박리가 더욱 심해지기 때문이다.
◎ 관부속품
Tee
Elbow
Q(㎥/h)
h12(×10-2m)
k
kth
h23(×10-2m)
k
kth
1
0.5
0.29
0.9
0.1
0.05
1.4
1.5
0.7
0.51
0.9
0.2
0.11
1.4
2
2
0.68
0.9
0.3
0.16
1.4
2.5
2.2
0.74
0.9
0.4
0.19
1.4
Table 4 .Sudden expansion and Contraction sheet
Fig. 5 Volume flow rate and minor losses correlation
유량계산 :
속도계산 :
K값 :이므로이다.
Fig 5.의 그래프를 확인하였을때 Tee관의 그래프가 불규칙적이다. 이는 유체내의 공기가 실험을 하는데 있어 오차를 준 것으로 알 수 있다.
5. 참고문헌
박길문, 이형남, 유영태, 2000, 실험유체역학, 보문당, 111~139
고영하, 정경섭, 2000.2.29, 신편유체역학, 보문출판사, 173~185
Robert W. FOX & Alan T. Mc Donald, 1998, Introduction to Fluid Mechanics 5th

키워드

유체,   실험,   관로,   손실