제트 유동장

목차

1. 실험목적

2. 실험장비

3. 이론식

4. 실험방법

5. 실험결과
4.오차분석 및 토의

<표차례>

<그림차례>

본문내용

의 축방향 변화를 그려보자. 변화가 선형적인가?
실험고찰 : (표2)를 참조하면 Uc는 축방향을 따라 거의 선형적으로 변화하는 것을 알수가 있는것 같다.
0D
0.132886
3D
0.13429
5D
0.129498
7D
0.11102
9D
0.08922
(3).3 Variation of Velocity Profile to Downstream
서로다른 5가지의 축방향 위치에서 반경방향으로의 속도구배를 비교하여 한 그래프에 그려보자. 파이프 출구에서의 속도분포 pattern과 축방향 하류쪽으로 이동하면서 얻어진 속도분포의 모양은 서로 다를 것이다. 그래프에 나타는 결과를 이용하여 potential core가 나타나는 지점을 예측하여 보자.
실험고찰 : 각그래프에서 나타난것 처럼 그래프의 곡선은 가면서 완만해지는 것을 알수가 있다.
(3).4 Jet Boundary(서로 다른 제트유량에 대하여)
제트경계의 반경방향으로의 길이(B)변화를 축방향에 대하여 그려보자. 변화가 선형적인가? 그리고 제트경계선과 중심축이 이루는 평균각도를 대략적으로 구해 보자.
- (표-2)나타난 자료를 바탕으로 그래프를 그리면 아래와 같다. 결과에서 알수있듯이 변화는 거의 선형적으로 나타내어짐을 알수가 있다..
(3).5 Similarity in Jet Flows
두개의 무차원수로써 제트유동장 속도분포르 나타내 보자 하나는 속도 무차원수 u/Uc이며 또 다른 하나는 길이 무차원수 =r/Z이다. 여기서 u는 축방향 속도 r은 반경방향 위치 그리고 Z는 축방향 위치를 나타낸다. 이때 u/Uc와 를 Silimilarity VGariable이라 한다. 서로 두관계를 이용하여 얻어진 속도분포를 이용하여 함께 그려보자.
평균속도
0.098997
0.076652
0.074540
0.064607
0.051965
Uc
0.010886
0.004444
0.01602
0.016024
0.007698
Uc/10
0.001089
0.000444
0.001602
0.001602
0.000769
제트경계
20
30
36
42
48
angle
19.92
17.94
17.94
17.94
실험고찰 : 우선 아래 그림에서 보듯이 축방향으로의 거리가 멀어질수록 대표적인 하나의 속도분포를 찾을 수 있다. 따라서 이 유동장은 Similarity를 갖는다고 할 수 있다.
(3).6 Similarity Variable 의 변경
를 다음의 (case 2)와 (case 3)과 같이 정의하고 (5)와 똑같은 작업을 수행하고, 그 결과를 비교 분석하라.
(case 2) = r / ( r at u=0.5Uc)
(case 3) = ( r - ( r at u=0.5Uc)) / B (여기서 B는 제트경계의 두께)
실험고찰 : (case1), (case2), (case1)에 대하여 무차원화 시킨 그래프를 각각 비교하여 보면, (case1) 보다는 (case2)이 (case2)보다는 (case3)가 더욱 우수한 Similarity를 갖고 있는 것을 볼 수 있다. 그리고 축위치가 멀어짐에 따라 더욱 근사한 값을 나타내어 하나의 직선으로 보여진다. 가장 우수한 Similarity를 갖는 (case3)인 경우 자유 유동장에서 각각의 다른 축위치에서 무차원화 시킨 하나의 곡선으로 모든 성질을 표현한다는 것을 그래프로 알 수있다.
(3).7 Jet Entrainments
Jet Entrainments로 인한 제트와 주변 유체와의 혼합현상에 대하여 관찰하 여 보자. 그리고 서로 다른 축방향 위치에 대하여 측정된 속도분포를 이 용 하여 그 위치에서의 Volume Flux Rate Q를 계산하라.
실험고찰 : 축방향위치가 멀어짐에 따라 유량이 선형적으로 늘어나는 것을 볼 수 있다.
4.오차분석 및 토의
이번 실험 주제인 비압축성 자유제트의 특성에 관한 실험에서는 pitot-static tube를 풍동시험기에서 발생되는 자유제트 흐름 중심에 위치시키고 점차적으로 실험자의 수작업으로 R축과 Z축에 대해 거리를 늘려감으로써 전압과 정압의 변화를 마노미터로 관측하여 자유제트 유동장의 특성과 상사관계, shear layer를 넘나드는 외부 유체의 유입현상에 대해 관측하고 주변유체의 혼합현상에 대해 직접 실험을 통해서 알아 볼수 있는 좋은 기회였다. 하지만 오차요인으로 지적될수 있는 부분은 대부분 우리의 수작업에서 일어나는 과정중에 발생 하는것으로 실험의 정확서을 가하지 못한 부분이 있어 아쉬웠다.
첨부-<표-1>,<표-2>,<표-3>,<표-4>,<표-5>,<표-6>

키워드

제트,   제트 유동장,   오차분석,   온도계,   Digital Manometer,   이송장치