A+받은 제트반동 실험레포트

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목차

1. 실험 이론
2. 결과 개요
3. 실험 이론
3-1. 실험원리
3-2. 날개가 평판일 때
3-3. 날개가 반구형일 때
3-4. 층류운동과 난류운동
4. 실험 장치
5. 실험 방 법
6. 실 험 결 과
7. 참 고 문 헌

본문내용

mm
노즐출구에서 깃중심까지의 수직거리 40 mm
● 힘 (깃에 작용한)
● 유량 (노즐을 통과하는)
●속도
→ 노즐 출구에서
→ 깃에서 반향될때
● 실험계수
깃에 발휘된 힘 / momentum
6-2. 결과 값 계산
⇒결과 값 계산은 6kg과 12kg의 두 가지 경우에 대해서 밸브를 1바퀴 반으로 설정하여 두 번 씩 수행하며, 2바퀴로 설정했을 때에도 두 번 씩 수행하여 총 8번을 실험한다.
1. m=6kg 일 때..(1회)
이 후 2회, 3회, 4회도 마찬가지로 위의 식을 사용하여 계산.
2. m=12kg 일 때..(1회)
이 후 2회, 3회, 4회도 마찬가지로 위의 식을 사용하여 계산.
모든 계산 값은 다음 장에 표에 나타낼 것이며, 그래프를 사용하여 각 계산 값들의 상관관계를 나타낼 것이다.
6-3. 데이터 값을 표로 나타내면
water
weight
밸브
회전수
Q
m3/sec
T
sec
y
m
U
m/sec
U0
m/sec
ρQU0
N
F
N
C
F/ρQU0
6
k
g
1회
한바퀴
0.0004615
13
0.171
5.876484
5.809326
2.681224
6.974845
2.601365
2회
한바퀴
0.0004615
13
0.174
5.876484
5.809326
2.681224
6.895585
2.571804
3회
두바퀴
0.0005454
11
0.213
6.944936
6.888203
3.757198
8.441148
2.246660
4회
두바퀴
0.0005454
11
0.215
6.944936
6.888203
3.757198
8.520407
2.267756
1
2
k
g
1회
한바퀴
0.0004286
28
0.172
5.456735
5.384344
2.307574
6.816326
2.953893
2회
한바퀴
0.0004528
26.5
0.172
5.765130
5.697148
2.579839
6.816326
2.642151
3회
두바퀴
0.0005217
23
0.213
6.642987
6.583652
3.434948
8.441148
2.457431
4회
두바퀴
0.0005333
22.5
0.213
6.790611
6.732577
3.590706
8.441148
2.350833
6-4 .그래프
6-5. 고찰
위의 실험에서는 운동량 보존의 법칙에 의하여 노즐에서 분사되는 유체(물)이 반구형 깃에 부딪혔을 때 유체의 충격 전과 충격 후의 운동량의 변화를 측정하여 충격력을 계산하고, 충격력 추를 이용하여 모멘트 평형원리를 이용하여 측정한 후 그 값은 비교해 볼 수 있었다.
실험시 우리는 반구형 깃을 사용하면 들어가는 유체의 방향과 나가는 유체의 방향이 같아서 Force가 두 배로 작용한다는 사실을 알게 되었다. 따라서 제트가 날개를 치기 전후에 물의 고도차와 정수압 차를 무시할 때 반원형 컵이 받는 최대 충격력은 다음과 같은 관계를 가져야 한다.
우리조가 실험한 데이터 값을 비교해봤을 때 질량이 6kg 이고 ,밸브를 한바퀴 돌렸을 때는 약 2.6배, 두바퀴 돌렸을 때는 2.25배, 질량이 12kg 이고 한바퀴 돌렸을 때는 2.95배, 2.6배, 두 바퀴 돌렸을 때는 2.4배 정도의 값이 나왔다. 이러한 결과가 나온 원인은 분류가 깃의 중심에 정확히 향하도록 조정나사를 조정해야 하고, 실린더 밑부분의 세 개의 받침대를 조정하여 바닥과의 평형을 잘 맞춰야 하는데 눈대중으로 맞췄기 때문이라고 생각한다.
여기서 C값은 실제값과 이론값의 차이를 나타내는 지수로서 실험 장치의 영향을 많이 받을 수 있다. 따라서 노즐의 상태와 실험장치의 초기 조건 구현이 잘 되어있으면 정확한 실험을 할 수 있을 것이다. 특히 반원컵에서 쏘아지는 유량이 반사되어 나갈 때 감속현상이 없어지면 이상적인 실험을 할 수 있다. 따라서 반원컵의 곡률반경이 매끈하게 잘 되어있는 장치를 사용해야만 실험의 오차를 줄일 수 있을 것이다.
이 실험에서는 운동량 보존의 법칙에 의하여 노즐에서 분사되는 힘과 반구형 깃에 충격을 가하는 힘이 같아짐을 알아보는 실험으로써 실제로 실험을 해 본 결과 분출력과 충격력 사이에는 차이가 있음을 알았다. 또, jet 의 장점으로는 고속을 낼 수 있다는 것을 알게 되었고, 발전기의 원리에 적용할 수 있다는 것과 점보 제트기,헬리콥터의 프로펠러에도 사용한다는 사실을 알게 되었다.
7. 참고문헌
기계 수리학 실험법 윤 용남 <청문각>
수리학 안 수한 <문운당>
유체역학 이 택진 <동명사>
유체역학 배신철 유상신 서상호 공역
유체 역학 및 기계 김장호, 장부규

키워드

제트반동,   제트,   jet