위생실험(벤츄리미터를 이용한 유량측정)

목차

1. 개 요

2. 실험 목적

3. 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. 실험 장치

5. 실험 순서

6. 실험 결과

7. 결과 및 고찰

본문내용

측
정
수온
℃
19.5
19.5
19.2
19.2
19.3
19.3
19.7
19.7
19
19
19.34
0.242
유량계 유랑(Qs)
l/min
113.3
113.3
113.3
113.3
113.5
113.5
113.3
113.3
113.67
113.67
113.41
0.15
m3/h
6.80
6.80
6.80
6.80
6.81
6.81
6.80
6.80
6.82
6.82
6.806
월류 수심(H)
m
0.009
0.009
0.009
0.009
0.009
0.009
0.009
0.009
0.008
0.008
상단 수두(h1)
m
1.008
1.008
1.003
1.003
0.991
0.991
0.985
0.985
0.99
0.99
0.995
하단 수두(h2)
m
0.6
0.6
0.6
0.6
0.516
0.516
0.495
0.495
0.52
0.52
0.55
0.045
수두차(△h)
m
0.408
0.408
0.403
0.403
0.475
0.475
0.49
0.49
0.47
0.47
0.45
계산
유량계 유량(Qs)
㎥/s
오
리
피
스
유
량
(Qm)
수두차(h)
m
0.445
유 속 (V1)
m/s
1.16
월류 유량(Qb)
㎥/s
레이놀즈 수(Re)
-
41574.22
유량계수(C)
-
0.39
시험관로 유량
(Qt=Qs-Qb)
㎥/s
유 량
㎥/s
간접측정오차
절대
㎥/s
상대
%
0.12%
유량측정 오차
절대
㎥/s
상대
%
-73.29
※ 계산 내용은 1단계와 동일 계산값만 적용
첨부1. 계산 과정(3단계중 1단계) 내용
1. 유량계 유량 (Qs)
전자식 유량계의 측정값이 적확하여 전자식 유량계 측정값 사용!!!!
2. 월류 유량 (Qb)
K:수정계수
H:월류수심보정량(ε) (p>1m 인 경우 ε=0)
L:위어폭(395mm)p:수조바닥에서 위어 마루까지의 높이
(높이가 353mm이므로 ε=0)
3. 실험관로 유량
4. 오리피스 미터 유량(Qm)
(1) 수두차
= 1.103-1.051
= 0.052
(2) 유속
(3) 레이놀즈수
(온도 19.16℃에서 물의 동점 정계수 )
(4) 유량계수
(5) 유량
A1의 단면적
A2의 단면적
5. 간접측정오차 (절대오차)
유량계수 C와 유동단면적(A=A2)의 오차를 무시하면
6. 간접 측정 오차(상대오차)
7. 유량측정오차(절대오차)
=
8. 유량측정오차(상대오차)
첨부1. 계산 과정(3단계중 2단계) 내용
1. 유량계 유량 (Qs)
전자식 유량계의 측정값이 적확하여 전자식 유량계 측정값 사용!!!!
2. 월류 유량 (Qb)
K:수정계수
H:월류수심보정량(ε) (p>1m 인 경우 ε=0)
L:위어폭(395mm)p:수조바닥에서 위어 마루까지의 높이
(높이가 353mm이므로 ε=0)
3. 실험관로 유량
4. 오리피스 미터 유량(Qm)
(1) 수두차
= 1.0582-0.858
= 0.205
(2) 유속
(3) 레이놀즈수
(온도 19.16℃에서 물의 동점 정계수 )
(4) 유량계수
(5) 유량
A1의 단면적
A2의 단면적
5. 간접측정오차 (절대오차)
유량계수 C와 유동단면적(A=A2)의 오차를 무시하면
6. 간접 측정 오차(상대오차)
7. 유량측정오차(절대오차)
=
8. 유량측정오차(상대오차)
첨부1. 계산 과정(3단계중 3단계) 내용
1. 유량계 유량 (Qs)
전자식 유량계의 측정값이 적확하여 전자식 유량계 측정값 사용!!!!
2. 월류 유량 (Qb)
K:수정계수
H:월류수심보정량(ε) (p>1m 인 경우 ε=0)
L:위어폭(395mm)p:수조바닥에서 위어 마루까지의 높이
(높이가 353mm이므로 ε=0)
3. 실험관로 유량
4. 오리피스 미터 유량(Qm)
(1) 수두차
= 0.995-0.55
= 0.445
(2) 유속
(3) 레이놀즈수
(온도 19.16℃에서 물의 동점 정계수 )
(4) 유량계수
(5) 유량
A1의 단면적
A2의 단면적
5. 간접측정오차 (절대오차)
유량계수 C와 유동단면적(A=A2)의 오차를 무시하면
6. 간접 측정 오차(상대오차)
7. 유량측정오차(절대오차)
=
8. 유량측정오차(상대오차)
7. 결론 및 고찰
말단 밸브 개도를 점점 증가시킬수록 수두 차(△h)는 커지고 유량(Qm)도 비례적으로 증가하는 것을 확인 할 수 있었습니다. 말단 밸브 개도가 볼 밸브를 사용하여 개도를 실험자가 개방하는 정도와 실제적으로 개방되는 유량의 차가 발생하였습니다.
결과치에서는 20% 개방시부터 유량이 흐르기 시작하여 비례적으로 증가 하는 것을 확인했습니다.
유량계수는 문헌에서는 ≒0.98의 정도 이지만 실험에서의 레이놀즈수의 값에 따라 1단계는 0.96 2,3단계는 0.97정도의 값을 보였습니다. 레이놀즈수의 변동에 의해서 오차가 나오는 것을 확인했으며 그래프를 읽는 도중에 발생하는 오차도 있었지만 그 값이 미세한 오차와 실험에 큰 영향을 미치지 않아 유량계수의 오차를 이 실험에서는 없다고 가정하였습니다.
실험을 하면서 상대 오차 값은 1%이상을 보이지 않았으며 유량에 의한 상대오차는 실험을 할수록 줄어드는 것을 확인했습니다. 측정값에 유량계수와 유량단면적의 오차를 무시하고 수두 차(△h)에 의한 오차만을 가지고 해서 상대오차 값은 미세한 오차만을 확인했습니다.
유량에 의한 오차는 관내에 흐르는 유량의 유속이 증가함에 따라 월류손실이 적어져 오차 값이 줄어드는 것을 확인했습니다.
이 실험에서 측정할 때 노즐에 나타나는 액주 지시 값의 변동으로 측정하는데 많은 어려움이 발생되었으며, 특히 h2값은 시간이 지나도 지시 값의 불안정으로 인한 중간 값으로 측정하였으며 여러 사람이 같이 측정하고 나온 측정값을 계산하고 토의 하면서 같은 조원들의 협동심, 창의력 팀워크의 결집력이 많이 생겼습니다. 그리고 최학치, 오차 전파 법칙, 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

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벤츄리미터,   위생실험,   유량측정