[유체]원주의 유체저항 실험보고서

목차

1. 실 험 목 적

2. 기초개념

3. 실험장치 및 방법

4. 실험결과

5. 후류의 속도분포 및 이에 대한 저항계수 계산

6. 과제

7.Reference

본문내용

477
144
2.038574
1.979492
48.04409
2.038574
1.979492
48.04409
150
1.91748
1.858398
42.10444
1.890625
1.831543
40.78718
156
1.796875
1.737793
36.18875
1.648926
1.589844
28.93185
162
1.708985
1.649903
31.87772
1.614746
1.555664
27.25531
(mm)
압력 (Pa)
Pt0-P0 의 볼테지 값과 압력: 2.063477(V), 52.16354(Pa)
P0-Pa 의 볼테지 값과 압력: 3.059571(V), 5.843876(Pa)
Pt1-P0의 값은 Pt1-Pa-(P0-Pa)로 구할 수 있다.
데이터에서 얻은 압력들에 대한 그래프
5. 후류의 속도분포 및 이에 대한 저항계수 계산
-후류속도 분포 데이터 & 그래프
위치
속도
1
4.226304
2
5.312306
3
5.62908
4
6.420877
5
6.81228
6
7.225631
7
7.464223
8
7.492863
9
7.432854
10
7.206743
11
6.751989
12
6.154558
13
5.517279
14
4.880574
15
4.428779
16
4.032985
17
4.916349
18
4.730653
19
5.453382
20
6.214377
21
6.754871
22
7.322001
23
7.472045
24
7.745864
25
7.634455
26
7.708064
27
7.351196
28
7.690362
29
7.66246
30
7.665001
31
7.518805
-속도분포로 저항계수 (Cd) 구하기
식
에서 볼 수 있듯이 각점에서의 Cd값을 구한 후 값들의 합을 구하면 실험을 통한 Cd값을 구할수 있다. 다음 데이터는 Cd값을 구한 것이다.
pt(mm)
압력pt1-p1
압력pt1-p0
압력pt0-p0
Cd값
0
55.85186
49.21762
52.16354
1.482156
6
56.71406
49.96008
52.16354
1.113011
12
54.84594
50.53489
52.16354
0.806713
18
55.87582
50.65464
52.16354
0.753939
24
55.1573
49.72058
52.16354
1.21838
30
55.3489
48.95418
52.16354
1.609541
36
54.05558
46.8705
52.16354
2.651404
42
50.487
39.7094
52.16354
6.271944
48
48.73865
39.15855
52.16354
6.455892
54
43.32591
34.77566
52.16354
8.361911
60
38.84721
30.17721
52.16354
10.32979
66
35.51814
25.2914
52.16354
12.52972
72
31.11131
23.30351
52.16354
12.80498
78
30.65626
21.07614
52.16354
13.96611
84
29.29109
21.05218
52.16354
13.66514
90
31.42267
23.92622
52.16354
12.52463
96
35.51814
25.67458
52.16354
12.31291
102
38.79932
29.98562
52.16354
10.4277
108
43.11035
32.93149
52.16354
9.338555
114
47.58906
40.11654
52.16354
5.876211
120
50.94206
43.97253
52.16354
4.044972
126
53.52869
46.8226
52.16354
2.662991
132
54.17534
45.8167
52.16354
3.200405
138
52.81018
45.7209
52.16354
3.209145
144
48.04409
42.20022
52.16354
4.825221
150
42.10444
34.94331
52.16354
8.15489
156
36.18875
23.08797
52.16354
13.93943
162
31.87772
21.41143
52.16354
14.04477
6. 과제
-압력계수 분포를 도시화하고 이론식과 비교
이론값의 그래프는 코사인 그래프와 비슷 한 모습을 띤다. 하지만 실험값은 초반에 는 코사인 그래프와 비슷한 양상을 보이 나 각도가 변할수록 이론값에서 멀어진 다. 오차의 원인으로는 실험장치 의 미흡 과 데이터 분석과정에서의 오차, 유속측 정 장치속에의 유속이 처음부터 0이 아니 라는 점등을 들수있다.
-원주의 저항계수 Cd를 양 방법에 의해 구하고 결과를 비교
비슷한 양상을 나타낸다.
-압력분포로부터 박리점 추정
위의 그래프 들로부터 박리점은 50도에서 60도 사이 부근에 존재
-박리에 대해 조사(난류와 층류의 차이점과 그 이유)
박리란 유체가 고체표면으로부터 떨어지는 현상이다. 박리에 영향을 미치는 것은 접한 주류의 압력상승으로 박리 초기에는 경계층과 주류는 상호영향으로 미치고 있다가 정상적인 박리상태가 출현한다. 속도구배가 있는 영역으로서의 경계층은 와동층으로 경계층이 물체 표면으로부터 박리되면 유체중으로 밀려나 원래 불안전한 와동층은 분열되어 와동군으로 되어 복잡한 후류를 형성한다. 경계층내의 압력은 주류의 압력과 거의 비슷하며 두께 방향으로 거의 일정하므로, 물체 표면에 연한 방향에는 주류의 압력구배로 된다. 따라서, 하류로 진행할 수록 압력이 상승하는 경우를 생각하면 하류로 갈수록 감속되는 경계층내의 유동은 벽에 가까운 흐름일수록 한층 더 감속되어 결국에는 역류되기 시작한다. 이 전환점은 벽에서의 속도구배가 제로로 되는 점으로 경계층이 박리되는 점이다. 박리는 유동에 의한 물체 저항을 크게 좌우하고 있다. 원래 물체의 표면에는 압력과 전단응력이 작용하고 있기 때문에 표면 전체에 걸쳐서 각각의 추동방향 성분을 적분한 압력저항과 마찰저항으로 크게 구분할 수 있다. 양자를 합쳐 전체저항이라고 부른다.
7.Reference
fluid mechanics / yunus a.cengel
Fluid Mechanics-Mc Graw Hill

키워드

유체,   화공,   저항,   유체저항,   원주,   후류,   저항계수,   속도분포