목차
1. 실험제목
2. 실험순서
(1) Reynolds number 구하기
(2) 오리피스, 벤츄리미터, 마노미터를 사용해서 손실두 구하기
3. 실험이론
- Reynolds Number()
- 베르누이 방정식
- 벤츄리미터, 오리피스
- 마노미터
- 손실두
- 유량측정
3. 참고문헌
2. 실험순서
(1) Reynolds number 구하기
(2) 오리피스, 벤츄리미터, 마노미터를 사용해서 손실두 구하기
3. 실험이론
- Reynolds Number()
- 베르누이 방정식
- 벤츄리미터, 오리피스
- 마노미터
- 손실두
- 유량측정
3. 참고문헌
본문내용
다.
다음과 같이 식11.24를 쓰는 것이 편리하다.
(11.26)
여기서 위어계수(weir coefficient)
는 를 나타낸다.
식 11.24에서 에 대해 0.62를 사용함으로써 다음과 같이 쓸 수 있다.
BG단위계
SI단위계
이 식들은 일반적인 적용범위인 <0.4이면 좋은 결과를 준다. 만약 접근속도 가 감지할 수 있을 정도라면 식의 모양을 바꾸거나 또는 좀더 일반적으로 계수값을 바꿈으로서 이전의 식에 대해 보정되어야 한다.
-양단수축이 있는 직사각형 위어(Rectangulat Weir with End Contractions)
직사각형 위어의 크레스트 길이 이 수로의 폭에 비해 적을 때 내프의 단수축(End Contractions)으로 nappe의 폭은 보다 작아진다. 실험들은 그림 11.27에서 묘사된 조건하에서 각 측면의 수축 효과가 내프의 유효 폭을 0.1까지 줄인다는 것을 보여왔다.
-위어에 대한 것들은 많은 내용이 있지만 생략하기로 한다.
-유량측정의 다른 방법(other methods of measuring discharge)
이전이 유체의 유량을 측정하는데 대한 “표준”장치에 덧붙여 정확한 이론적인 분석을 행하는데는 모자라지만 간단히 언급할 필요가 있는 추가적인 장치가 많이 있다. 관망에서 유량을 측정하는데 대한 가장 간단한 것 중의 하나는 선 안에서 90°의 안쪽과 바깥쪽 벽에 단지 정압수두계 꼭지로 구성된 엘보유량계(elbow meter)이다.
굴곡부에서의 원심효과에 의한 압력차는 관내에서의 유속에 따라 다를 것이다. 다른 유량계와 마찬가지로 엘보유량계는 하류와 상류에서 관이 직선이 되어야 하고 적당한 장소에서 측정되어야 한다.
그림 11.35
로타미터(rotameter)는 약간 직경이 작은 연직의 유리로 구성되고 그 속에서 계측되는 metering float는 주위 유체의 윗 방향으로의 움직임에 의해 정지하여 떠 있게 된다. 부표에서 잘리는 directional notch는 계속해서 회전하고 그러므로 벽의 마찰이 없다. 유량은 부표의 평형높이를 결정하고 그 관은 직접 읽을수 있도록 눈금이 있다. 로타미터는 또한 기체의 흐름에도 사용되나 부표의 무게와 눈금은 적절하게 변화할 것이다.
inferential meter 또는 터빈(수차)유량계(turbine meter)는 그것을 통과하는 기체나 액체의 흐름이 그것을 회전시키도록 모양을 가진 프로펠러나 휘어진 날이 있는 바퀴로 구성된다. 측정후 회전속도는 유량을 나타낸다. 그런 계측기들은 종종 측정을 변화하도록 조절하는 조정날개(guide vane)를 제공한다.
량을 측정하는 염수속도(salt-velocity)법을 포함한다. 이 방법에서 농축된 염의 charge는 상류지점에서 흐름속으로 주입된다. 하류지점에서 그것의 도착은 전도율의 측정으로부터 감지된다. 두 지점 사이의 흐름에서 염은 확산되어 하류지점에서의 도착은 상당한 시간기간 이상으로 퍼져 나간다. 두 지점 사이의 이동시간은 상류지점에서의 주입직후로부터 전도율-시간 곡선의 중심이 하류지점을 통과하는 시간까지가 된다. 이동시간과 거리를 알기 때문에 유속이 계산되고 단면적을 곱함으로써 유량을 얻을 수 있다. 특별한 상황에서 염료나 트리튬(3중수소)같은 다른 물질들이 소금대신에 사용될 수도 있다.
-마노미터(manometer)
액주형 압력계는 0.1~200 kPa의 압력범위에서 적용되어, 기압, 차압 및 미차압의 측정 외에
진공압 측정에도 쓰인다. 압력의 절대측정이 가능해, 정밀측정에도 이용할 수 있고, 압력교정
용의 기준기로써도 사용된다.
①기본원리
유체에 작용하는 힘은 체적력과 표면력으로써 식 (3.1)과 같다.
식 (3.1)을 단위체적당의 힘으로 표시하면
정치유체에 대해서는 이므로, 식 (3.2)는
이다. Newton의 운동 제 2법칙에서 식 (3.4)를 식 (3.3)에 적용하면 식 (3.5)가 된다.
식 (3.5)는 한 점에 작용하는 정미압력과 한점에 작용하는 체적력의 합은 0임을 의미한다.
식 (3.5)를 3 개의 좌표방향으로 각각 기술하고, 중력방향을 z축으로 선택하면,
그러므로, 다음과 같이 단순화시킬 수 있다
이때 유체는 정지유체이고, 중력이 유일한 체적력이다. 또한 z축은 수직방향이다.
여기서 기준수위 zo 에서의 압력을 po로 표시하고, z위치에서의 압력을 p라 하면 다음과
같은 식을 얻을 수 있다.
②마노미터의 종류
a.U자관 마노미터( simple U-type manometer)
간단하고 값이 싸며, 비교적 오차가 적다.
그림 3.1 U자관 마노미터
b.용기 마노미터(well-type manometer)
유체의 밀도가 관계하므로 반드시 온도가 고려되어야 한다.
그림 3.2 용기 마노미터
c.경사 마노미터(inclined-type manometer)
거리의 증폭효과를 고려한 마노미터
그림 3.3 경사 마노미터
d.미압계(micromanometer)
경사마노미터의 변형으로서 미압계를 이용하여 매우 작은 압력 변화를 측정한다.
그림 3.4 미압계
5.참고문헌:
1)쉽게 배우는 유체역학,Donald F. Young 지음,고형종.권오붕.사종엽.이연원 옮김,인터비젼 펴냄,2000년 03월 01일
2)유체역학,유상신.배신철.서상호 옮김,사이텍미디어 펴냄,2000년 08월 01일
3)유체역학,부정숙 외 지음,반도출판사(피어슨에듀케이션) 펴냄,1996년 02월 01일
4)유체역학,김경천 외 지음,인터비젼 펴냄,1999년 09월 05일
5)단위조작.Warren L.McCabe외 지음,Mcraw-Hill Korea,2003년 11월 30일
6)유체역학,길잡이 유체공학입문(공학도를 위한),김찬중 지음,문운당,2002/11
7)유체역학,,BRUCER.MUNSON 지음,김병하 외 옮김,청문각,1996/08
8)유체역학 기초실험,모양우 외 지음,조선대학교출판부,2001/06
9)화학공학 유체 역학.김민찬 지음.아진(김근배),2003/07
10)유체역학(9판),STREETER 외 지음,심우건 외 옮김,Mcraw-Hill Korea,2000/01
11)유체역학(강종환),강종환 외 지음,학연사,1999/01
다음과 같이 식11.24를 쓰는 것이 편리하다.
(11.26)
여기서 위어계수(weir coefficient)
는 를 나타낸다.
식 11.24에서 에 대해 0.62를 사용함으로써 다음과 같이 쓸 수 있다.
BG단위계
SI단위계
이 식들은 일반적인 적용범위인 <0.4이면 좋은 결과를 준다. 만약 접근속도 가 감지할 수 있을 정도라면 식의 모양을 바꾸거나 또는 좀더 일반적으로 계수값을 바꿈으로서 이전의 식에 대해 보정되어야 한다.
-양단수축이 있는 직사각형 위어(Rectangulat Weir with End Contractions)
직사각형 위어의 크레스트 길이 이 수로의 폭에 비해 적을 때 내프의 단수축(End Contractions)으로 nappe의 폭은 보다 작아진다. 실험들은 그림 11.27에서 묘사된 조건하에서 각 측면의 수축 효과가 내프의 유효 폭을 0.1까지 줄인다는 것을 보여왔다.
-위어에 대한 것들은 많은 내용이 있지만 생략하기로 한다.
-유량측정의 다른 방법(other methods of measuring discharge)
이전이 유체의 유량을 측정하는데 대한 “표준”장치에 덧붙여 정확한 이론적인 분석을 행하는데는 모자라지만 간단히 언급할 필요가 있는 추가적인 장치가 많이 있다. 관망에서 유량을 측정하는데 대한 가장 간단한 것 중의 하나는 선 안에서 90°의 안쪽과 바깥쪽 벽에 단지 정압수두계 꼭지로 구성된 엘보유량계(elbow meter)이다.
굴곡부에서의 원심효과에 의한 압력차는 관내에서의 유속에 따라 다를 것이다. 다른 유량계와 마찬가지로 엘보유량계는 하류와 상류에서 관이 직선이 되어야 하고 적당한 장소에서 측정되어야 한다.
그림 11.35
로타미터(rotameter)는 약간 직경이 작은 연직의 유리로 구성되고 그 속에서 계측되는 metering float는 주위 유체의 윗 방향으로의 움직임에 의해 정지하여 떠 있게 된다. 부표에서 잘리는 directional notch는 계속해서 회전하고 그러므로 벽의 마찰이 없다. 유량은 부표의 평형높이를 결정하고 그 관은 직접 읽을수 있도록 눈금이 있다. 로타미터는 또한 기체의 흐름에도 사용되나 부표의 무게와 눈금은 적절하게 변화할 것이다.
inferential meter 또는 터빈(수차)유량계(turbine meter)는 그것을 통과하는 기체나 액체의 흐름이 그것을 회전시키도록 모양을 가진 프로펠러나 휘어진 날이 있는 바퀴로 구성된다. 측정후 회전속도는 유량을 나타낸다. 그런 계측기들은 종종 측정을 변화하도록 조절하는 조정날개(guide vane)를 제공한다.
량을 측정하는 염수속도(salt-velocity)법을 포함한다. 이 방법에서 농축된 염의 charge는 상류지점에서 흐름속으로 주입된다. 하류지점에서 그것의 도착은 전도율의 측정으로부터 감지된다. 두 지점 사이의 흐름에서 염은 확산되어 하류지점에서의 도착은 상당한 시간기간 이상으로 퍼져 나간다. 두 지점 사이의 이동시간은 상류지점에서의 주입직후로부터 전도율-시간 곡선의 중심이 하류지점을 통과하는 시간까지가 된다. 이동시간과 거리를 알기 때문에 유속이 계산되고 단면적을 곱함으로써 유량을 얻을 수 있다. 특별한 상황에서 염료나 트리튬(3중수소)같은 다른 물질들이 소금대신에 사용될 수도 있다.
-마노미터(manometer)
액주형 압력계는 0.1~200 kPa의 압력범위에서 적용되어, 기압, 차압 및 미차압의 측정 외에
진공압 측정에도 쓰인다. 압력의 절대측정이 가능해, 정밀측정에도 이용할 수 있고, 압력교정
용의 기준기로써도 사용된다.
①기본원리
유체에 작용하는 힘은 체적력과 표면력으로써 식 (3.1)과 같다.
식 (3.1)을 단위체적당의 힘으로 표시하면
정치유체에 대해서는 이므로, 식 (3.2)는
이다. Newton의 운동 제 2법칙에서 식 (3.4)를 식 (3.3)에 적용하면 식 (3.5)가 된다.
식 (3.5)는 한 점에 작용하는 정미압력과 한점에 작용하는 체적력의 합은 0임을 의미한다.
식 (3.5)를 3 개의 좌표방향으로 각각 기술하고, 중력방향을 z축으로 선택하면,
그러므로, 다음과 같이 단순화시킬 수 있다
이때 유체는 정지유체이고, 중력이 유일한 체적력이다. 또한 z축은 수직방향이다.
여기서 기준수위 zo 에서의 압력을 po로 표시하고, z위치에서의 압력을 p라 하면 다음과
같은 식을 얻을 수 있다.
②마노미터의 종류
a.U자관 마노미터( simple U-type manometer)
간단하고 값이 싸며, 비교적 오차가 적다.
그림 3.1 U자관 마노미터
b.용기 마노미터(well-type manometer)
유체의 밀도가 관계하므로 반드시 온도가 고려되어야 한다.
그림 3.2 용기 마노미터
c.경사 마노미터(inclined-type manometer)
거리의 증폭효과를 고려한 마노미터
그림 3.3 경사 마노미터
d.미압계(micromanometer)
경사마노미터의 변형으로서 미압계를 이용하여 매우 작은 압력 변화를 측정한다.
그림 3.4 미압계
5.참고문헌:
1)쉽게 배우는 유체역학,Donald F. Young 지음,고형종.권오붕.사종엽.이연원 옮김,인터비젼 펴냄,2000년 03월 01일
2)유체역학,유상신.배신철.서상호 옮김,사이텍미디어 펴냄,2000년 08월 01일
3)유체역학,부정숙 외 지음,반도출판사(피어슨에듀케이션) 펴냄,1996년 02월 01일
4)유체역학,김경천 외 지음,인터비젼 펴냄,1999년 09월 05일
5)단위조작.Warren L.McCabe외 지음,Mcraw-Hill Korea,2003년 11월 30일
6)유체역학,길잡이 유체공학입문(공학도를 위한),김찬중 지음,문운당,2002/11
7)유체역학,,BRUCER.MUNSON 지음,김병하 외 옮김,청문각,1996/08
8)유체역학 기초실험,모양우 외 지음,조선대학교출판부,2001/06
9)화학공학 유체 역학.김민찬 지음.아진(김근배),2003/07
10)유체역학(9판),STREETER 외 지음,심우건 외 옮김,Mcraw-Hill Korea,2000/01
11)유체역학(강종환),강종환 외 지음,학연사,1999/01
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