위생실험(노즐)

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) 교축 유량계
2) 유동 노즐
3) 오리피스판
4) 베느루이 방정식
5) Darcy 공식
(3) 노즐 메터

4. 실험 장치 및 기구

5. 실험 순서

6. 실험 결과

7. 결과 및 고찰

본문내용

-
0.69
시험관로 유량
(Qt=Qs-Qb)
㎥/s
유량
㎥/s
간접측정오차
절대
㎥/s
상대
%
유량측정 오차
절대
㎥/s
상대
%
(주) 계산 과정 내용 첨부 2
실험 데이터 쉬트
실험명 : 노즐계를 이용한 유량 측정
실험일 : 2006. 4 . 21 .
실험자(학번) :
말단 밸브 개도 : ( 3 )단계중 3 단계)
NO.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
평균치
편차
비고
측
정
수온
℃
20.1
20.1
20.2
20.2
20.2
20.2
20.3
20.3
20.3
20.3
20.2
0.06
유량계 유랑(Qs)
l/min
100.83
100.83
100.67
100.67
100.67
100.67
100.5
100.5
100.5
100.5
100.63
0.154
m3/h
6.05
6.05
6.04
6.04
6.04
6.03
6.03
6.03
6.03
6.03
6.04
0.137
월류 수심(H)
m
0.111
0.111
0.112
0.112
0.111
0.111
0.111
0.111
0.111
0.111
0.111
상단 수두(h1)
m
1.105
1.105
1.105
1.105
1.104
1.104
1.105
1.105
1.103
1.103
1.104
하단 수두(h2)
m
0.98
0.98
0.98
0.98
0.98
0.98
0.98
0.98
0.98
0.98
0.98
0
수두차(△h)
m
0.13
0.13
0.13
0.13
0.24
0.24
0.13
0.13
0.23
0.23
0.127
계산
유량계 유량(Qs)
㎥/s
오
리
피
스
유
량
(Qm)
수두차(h)
m
유속(V1)
m/s
월류 유량(Qb)
㎥/s
레이놀즈 수(Re)
-
유량계수(C)
-
시험관로 유량
(Qt=Qs-Qb)
㎥/s
유량
㎥/s
간접측정오차
절대
㎥/s
상대
%
유량측정 오차
절대
㎥/s
상대
%
(주) 계산 과정 내용 첨부 3
첨부1. 계산 과정(3단계중 1단계) 내용
1. 유량계 유량 (Qs)
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
(2) 유속
(3) 레이놀즈수
(온도 20.12에서 물의 동점성 계수 )
(4) 유량계수
(5) 유량
A2의 단면적
5. 간접측정오차 (절대오차)
유량계수 C와 유동단면적 A의 오차를 무시하면
6. 간접 측정 오차(상대오차)
7. 유량측정오차(절대오차)
8. 유량측정오차(상대오차)
첨부2. 계산 과정(3단계중 2단계) 내용
1. 로타미터 유량 (Qs)
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
(2) 유속
(3) 레이놀즈수
(온도 20.42℃에서 물의 동점성 계수 )
(4) 유량계수
(5) 유량
A2의 단면적
5. 간접측정오차 (절대오차)
유량계수 C와 유동단면적 A의 오차를 무시하면
6. 간접 측정 오차(상대오차)
7. 유량측정오차(절대오차)
8. 유량측정오차(상대오차)
첨부3. 계산 과정(3단계중 3단계) 내용
1. 유량계 유량 (Qs)
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
(2) 유속
(3) 레이놀즈수
(온도 20.2℃에서물의 동점성 계수 )
(4) 유량계수
(5) 유량
5. 간접측정오차 (절대오차)
유량계수 C와 유동단면적 A의 오차를 무시하면
6. 간접 측정 오차(상대오차)
7. 유량측정오차(절대오차)
8. 유량측정오차(상대오차)
9. Qm = a0 + a1R( 최소자승법에 의한 상관식 결정)
말단밸브 개도(R)
오리피스미터유량Qm(m3/s)
1단계
0.4
2단계
0.6
3단계
0.8
∑
7. 결론 및 고찰
말단 밸브 개도를 점점 감소시킬수록 수두차(△h)는 커지고 유량(Qm)도 비례적으로 감소하는 것을 확인 할 수 있었습니다.
유량계수는 레이놀즈수가 변하면서 거의 변동 값은 없었지만, 이 실험에서 처음 실험의 유량계수 값과 마지막 실험에서의 유량계수 값이 너무 적은 값(약0.001)으로 차이를 보였습니다.
레이놀즈수가 더 이상 증가하면 완전히 안정이 되겠지만, 이 실험에서 유량계수 값은 약간의 오차를 포함하고 있었습니다. 하지만 미세한 오차는 발생하지만 실험계산에서는 오차가 발생하지 않는다는 가정 하에 계산하였습니다.
간접측정에서의 상대오차는 1%이하로 측정오차를 보였지만, 절대오차는 처음 실험에서는 약-55%의 오차 값을 가졌으며 두 번 세 번 실험을 진행하면서 오차 값이 약-34%, 약-16%로 계속 줄어드는 것으로 확인되었으며 또한 관내의 유량과 유속이 감소함으로써 월류유량 손실이 적어져 오차 값이 줄어드는 것 같습니다.
처음 실험이 나중에 실험보다 오차 값이 큰 이유는 처음 실험할 때 실험자에 의한 과오로 인한 오차가 더 많이 발생했으며, 과오를 줄이자, 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

키워드

위생실험,   유량측정 ,   노즐