위생실험(원심펌프 벤츄리 미터)

목차

1. 개 요

2. 이 론
1) 유량의 개요
2) 관로내 유체의 흐름
① 층류와 난류
② 유속의 분포와 평균유속
③ 레이놀즈수
④ 물의 동점성 계수
3) 벤츄리메터
① 벤츄리메터 유량공식
② 벤츄리메터 유량계수
③ 압력 구배
4) 원심펌프 원리와 구조
5) 원심펌프 기본 방정식

4. 실험 장치

5. 실험 순서

6. 실험 결과

7. 결과 및 고찰

본문내용

우(20021794)
말단 밸브 개도 : ( 3 )단계중 2 단계) ; 펌프 회전수 : 1430 rpm; 계량수조 방출시간 : 10초
NO.
기준
1
2
3
4
5
평균치
편차
비고
측
정
수온
℃
23.5
23.5
23.5
23.5
23.5
23.5
23.5
0
벤츄리메터
상단수두(h1)
m
0.074
0.074
0.074
0.074
0.073
0.074
0.074
4×10-4
벤츄리메터
하단수두(h2)
m
0.11
0.109
0.11
0.11
0.108
0.109
0.109
7.483
×10-4
초기 계량수조
수위 (H1)
m
0
0.03
0.105
0.17
0.236
0.297
0.234
9.411
×10-2
최종 계량수조
수위 (H2)
m
0.03
0.105
0.17
0.236
0.297
0.364
0.09
9.122
×10-2
계산
계량수조 토출량
(Qt)
㎥/s
2.138×10-3
벤
츄
리
메
터
유
량
(Qv)
수두차(h)
m
0.035
유속(V1)
m/s
2.021
간접측정
절대오차
㎥/s
레이놀즈 수(Re)
-
80000.143
유량계수(C)
-
0.98
간접측정
상대오차
%
토출량
㎥/s
1.997×10-3
간접측정오차
절대
㎥/s
상대
%
토출량측정 오차
절대
㎥/s
― 1.41×10-4 ㎥/s
상대
%
- 6.595 %
(주) 계산 과정 내용 첨부 1
실험 데이터 쉬트
실험명 : 원심펌프 성능시험 : 토출량
실험일 : 2006. 5 . 26 .
실험자(학번) : 김응창(20041775) , 윤양수(20065692) , 신명성(20021783) , 이연수(20041795),
추성교(20065697) , 이정우(20021794)
말단 밸브 개도 : ( 3 )단계중 3 단계) ; 펌프 회전수 : 1430 rpm; 계량수조 방출시간 : 10초
NO.
기준
1
2
3
4
5
평균치
편차
비고
측
정
수온
℃
23
23
23
23
23.5
23
23.1
0.2
벤츄리메터
상단수두(h1)
m
0.072
0.067
0.073
0.073
0.073
0.073
0.072
2.4
×10-3
벤츄리메터
하단수두(h2)
m
0.11
0.11
0.11
0.11
0.109
0.108
0.109
8
×10-4
초기 계량수조
수위 (H1)
m
0
0.025
0.096
0.18
0.248
0.315
0.173
0.104
최종 계량수조
수위 (H2)
m
0.025
0.096
0.18
0.248
0.315
0.382
0.244
0.1
계산
계량수조 토출량
(Qt)
㎥/s
2.285×10-3
벤
츄
리
메
터
유
량
(Qv)
수두차(h)
m
0.038
유속(V1)
m/s
2.16
간접측정
절대오차
㎥/s
레이놀즈 수(Re)
-
84686.931
유량계수(C)
-
0.98
간접측정
상대오차
%
토출량
㎥/s
2.058×10-3
간접측정오차
절대
㎥/s
상대
%
토출량측정 오차
절대
㎥/s
― 2.271×10-4 ㎥/s
상대
%
- 9.938 %
(주) 계산 과정 내용 첨부 1
첨부1. 계산 과정(3단계중 1단계) 내용
1. 계량수조 토출량 (Qt)
4. 벤츄리 메터 토출 (Qt)
(1) 수두차
△h = h2 - h1
= 0.102 - 0.08
= 0.02
(2) 유속
(3) 레이놀즈수
(4) 유량계수
(5) 유량
A1의 단면적
A2의 단면적
3. 토출량 측정 오차 (절대오차)
= 1.677×10-3 - 1.501×10-3
= - 1.76×10-4 (m3/s)
4. 토출량 측정 오차(상대오차)
= - 10.499 %
첨부2. 계산 과정(3단계중 2단계) 내용
1. 계량수조 토출량 (Qt)
4. 벤츄리 메터 토출 (Qt)
(1) 수두차
△h = h2 - h1
= 0.109 - 0.074
= 0.035
(2) 유속
(3) 레이놀즈수
(4) 유량계수
(5) 유량
A1의 단면적
A2의 단면적
3. 토출량 측정 오차 (절대오차)
= 1.997×10-3 - 2.138×10-3
= - 1.41×10-4 (m3/s)
4. 토출량 측정 오차 (상대오차)
= - 6.595 %
첨부3. 계산 과정(3단계중 3단계) 내용
1. 계량수조 토출량 (Qt)
4. 벤츄리 메터 토출 (Qt)
(1) 수두차
△h = h2 - h1
= 0.109 - 0.072
= 0.038
(2) 유속
(3) 레이놀즈수
(4) 유량계수
(5) 유량
A1의 단면적
A2의 단면적
3. 토출량 측정 오차 (절대오차)
= 2.058×10-3 - 2.285×10-3
= - 2.271×10-4 (m3/s)
4. 토출량 측정 오차(상대오차)
= - 9.938 %
5. Qv = a0 + a1R( 최소자승법에 의한 상관식 결정)
말단밸브 개도(R)
벤츄리메터 토출량 (Qv)
1단계
0.3
1.501×10-3
2단계
0.6
1.997×10-3
3단계
0.9
2.058×10-3
7. 결론 및 고찰
말단 밸브 개도 량이 증가 시 토출유량 벤츄리 메터 유량도 비례적으로 증가함을 보였습니다.
이 실험에서 흡입양정에서 토출양정의 손실수두가 말단 밸브 개도를 증가시켜도 손실양정은 거의 차이가 없게 나왔습니다.
이 이 실험은 계량수조 토출량보다 벤츄리메터를 통과하는 토출량이 작을 것을 확인하였습니다.
원심펌프의 축동력을 변화시켜 유량을 측정하는 것을 확인했었으면 동력에 따른 변화를 알수 있었을 것 같습니다.
유량계수는 레이놀즈수가 어느 정도 크기의 값 이상이 되자 약0.98정도에 거의 근접한 값을 보였습니다. 유량의 증가에 따라 레이놀즈수가 많이 증가 하였지만 여기 실험에서는 유량계수값을 0.98로 정했습니다.
실험 결과 값을 정리하면서 유체 역학에서 배운 내용을 다시 확인하고 단면적 ,유동의 속도 ,유량이 마찰계수에 어떻게 영향을 끼치는지 알 수 있었습니다. 그리고 최학치, 최소 자승법 등 관련 이론 등이 실험을 통해 더 많은 이해와 측정자에 의한 개인적 오차의 발생 빈도가 많이 감소되는 사실을 다시확인 하였으며 실질적인 실험 통해 오차발생 요인에 대한 결과를 알고 과오 및 계통적 오차의 중요성에 대해 팀원 모두가 다시 한번 숙지했습니다.
※ 참 고 문 헌
1. 급배수 위생설비실험 (한밭대학교출판부)
2. 유체역학(회중당) 이종춘 외 공역

키워드

위생실험,   벤츄리미터,   원심펌프