위생실험(직관부,부차손실)

목차

1. 개 요

2. 목 적

3. 이 론
(1) 유량의 개념
1) 유량의 개요
2) 관로내 유체의 흐름
① 층류와 난류
② 유속의 분포와 평균유속
③ 레이놀즈수
④ 물의 동점성 계수
(2) 유량계
1) 유량측정의 방법 및 기구
2) 오리피스미터
3) 벤츄리미터
① 벤츄리미터 유량공식
② 벤츄리미터 유량계수
③ 압력 구배

4. 실험 장치 및 기구

5. 실험 순서

6. 실험 결과

7. 결과 및 고찰

본문내용

0.493
0.492
0.497
0.49
0.4932
2.315
×10-3
계산
유량계 유량(Qs)
㎥/s
2.487×10-3
마
찰
손
실
수
두
(hL)
수두차
(h)
(측정1)
간접측정값
m
0.4932
2.537×10-3
오차
m
2.315×10-3
월류 유량(Qb)
㎥/s
1.9×10-3
유 속 (V)
m/s
0.602
레이놀즈 수(Re)
-
25234.203
시험관로 유량
(Qt=Qs-Qb)
㎥/s
6.364×10-4
마찰계수
-
0.021
마찰손실수두
(측정2)
m
0.035
%
마찰손실수두
오차
절대
m
― 0.4581
상대
%
- 92.885%
(주) 계산 과정 내용 첨부 1
실험 데이터 쉬트
실험명 : 부차손실수두 측정
실험일 : 2006. 5 . 12 .
실험자(학번) : 김응창(20041775) , 윤양수(20065692) , 신명성(20021783) , 이연수(20041795),
추성교(20065697) , 이정우(20021794)
말단 밸브 개도 : ( 1 )단계중 1 단계)
NO.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
평균치
편차
비고
측
정
수온
℃
26.5
27
26.5
27
27
26.8
0.245
유량계 유랑(Qs)
l/min
150
150
150
148
149
149.4
0.8
m3/h
9.13
9.12
9.12
9.12
9.12
9.122
4
×10-3
월류 수심(H)
m
0.017
0.019
0.017
0.017
0.017
0.0174
8
×10-4
상단 수두(h1)
m
0.748
0.749
0.75
0.749
0.748
0.7488
7.483
×10-4
하단 수두(h2)
m
0.709
0.707
0.706
0.709
0.709
0.708
1.3
×10-3
수두차(△h)
m
0.039
0.042
0.044
0.04
0.039
0.0408
1.9
×10-3
계산
유량계 유량(Qs)
㎥/s
2.49×10-3
부
차
손
실
수
두
(hL)
수두차(h)
m
0.0408
2.534×10-3
파이프 유속(V1)
m/s
2.795
월류 유량(Qb)
㎥/s
1.789×10-3
급확대관 유속(V2)
0.71
부차손실수두
(측정1)
0.222
시험관로 유량
(Qt=Qs-Qb)
㎥/s
7.513×10-4
부차손실계수
0.556
부차손실수두
(측정2)
0.413
마찰손실수두
오차
절대
m
― 0.4581
상대
%
- 92.885%
(주) 계산 과정 내용 첨부 1
첨부1. 계산 과정(3단계중 1단계) 내용
1. 유량계 유량 (Qs)
※ 전자식 유량이 정확성이 좋아 수식에는 전자식유량계 측정값으로 한다.
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)
Qb = KLH3/2
= 1.9×10-3
3. 실험관로 유량
Qt = Qs - Qb
= 2.534×10-3 - 1.9×10-3 = 6.364×10-4
4. 마찰손실수두
(1) 수두차
△h = h1 - h2
= 1.097 - 0.6038
= 0.4932
(2) 유속
(3) 레이놀즈수
(4) 마찰계수
(5) 마찰손실수두
= 0.035
5. 간접측정값
△h = 0.4932
6. 마찰손실수두 절대오차
HL - △h
= 0.035 - 0.4932
= -0.4581
7. 마찰손실수두 상대오차
= -92.885%
첨부2. 계산 과정(부차손실수두) 내용
1. 유량계 유량 (Qs)
※ 전자식 유량이 정확성이 좋아 수식에는 전자식유량계 측정값으로 한다.
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)
Qb = KLH3/2
= 1.783×10-3
3. 실험관로 유량
Qt = Qs - Qb
= 2.534×10-3 - 1.783×10-3 = 7.513×10-4
4. 부차손실수두
(1) 수두차
△h = h1 - h2
= 0.749 - 0.708
= 0.0408
(2) 파이프 유속
(3) 급확대관 유속
(4) 부차손실계수
(5) 부차 손실 수두 (HL) 측정1
(6) 부차 손실 수두 (△h) 측정2
= 0.413
5. 부차 손실 수두 절대오차
HL - ΔH
0.222 - 0.413 = -0.192
6. 부차손실수두 상대오차
= -46.396 %
7. 결론 및 고찰
유체의 흐름 중에서 특히 유체를 수송하는 유로에 유체가 가득히 채워진 상태로 흐르는 유체의 흐름을 폐수로의 흐름이라고 한다. 상수도관이나 위발류의 송유관과 같은 관유동이 대표적인 폐수로의 흐름이다. 이러한 폐수로의 문제를 해결하는 데는 연속방정식, 에너지 방정식, 그리고 유체마찰에 관한 방정식 등을 세움으로써 가능해집니다.
관 마찰 계수와 레이놀즈 관계를 유체역학시간에 배웠습니다. 레이놀즈수의 증가(즉 직경 또는 유속의 증가)가 마찰계수를 감소시킵니다. 이 실험에서는 측정을 한번만 해서 유속의 변화와 직경의 변화에 따른 상관관계를 알 수 없었습니다. 단지 직관부 마찰손실수두와 부차손실수두의 손실량만 확인할 수 있었습니다. 예상외로 직관부 손실수두가 부차 손실수두보다 더 크게 나온 것을 확인했습니다.
마찰계수는 같은 유량에 대해서 단면적이 작을수록 작아졌고, 같은 면적에 대해서는 유량이 클수록 작아집니다. 수두손실 높이는 유량이 증가할수록 커집니다.
실험에서 너무 측정이 부족해서 이론적인 부분과 여러 가지 확인할 수가 없어서 아쉬웠습니다. 하지만 실험 결과 값을 정리하면서 유체 역학에서 배운 내용을 다시 확인하고 단면적 ,유동의 속도 ,유량이 마찰계수에 어떻게 영향을 끼치는지 알 수 있었습니다. 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

키워드

직관부,   부차적 손실,   위생실험,   유량측정