공기압축기성능시험

본문내용

13.0
1766 rpm
1039 rpm
45 mAq
③
5 bar
42.8
18.6
1763 rpm
1037 rpm
25 mAq
④
4 bar
42.3
18.2
1765 rpm
1039 rpm
45 mAq
⑤
2 bar
41.7
14.8
1771 rpm
1043 rpm
25 mAq
위의 표에서 알 수 있듯 흡입구와 송출측의 온도를 측정했고, 펌프와 모터에서의 회전 속도를 Tachnometer를 통해 읽었다. 또한 유량 노즐의 압력차 역시 실험을 통해 알았다.
우선, 측정온도는 온도 측정 기기의 변화값이 상당히 심해 값을 읽기가 어려웠다. 압력을 고정시키고 온도를 측정했는데, 심하게 움직이는 온도치의 평균값을 기록했다.
다음으로, Tachnometer의 회전속도는 펌프와 모터 모두 쉽게 읽을 수 있었다. 압력을 높여가며 측정한 뒤 압력을 감소시키면서 측정했는데, 같은 압력값에서 회전속도의 변화가 심하지 않은 것으로 보아 이 부분에선 성공적이었다.
마지막으로, 유량 노즐의 압력차를 읽는 것은 쉬었으나, 실험 결과를 고찰하는 과정에서 이상한 부분을 발견할 할 수 있었다. 압력과 온도가 높아지거나 전동기의 회전속도가 높아질수록 압력차는 심하게 나타나야 될꺼라 생각했는데, 우리가 측정한 유량 노즐의 압력차는 그렇지 않았다.
그 이유는 실험 환경이 좋지 않았다. 앞 조의 실험 후에 우리가 했는데, 아마도 앞 조에서 흡입구와 송출구의 호스가 빠져 높은 압력에 의해 호스가 빠져 물이 흘러나온 것 같다. 우리 조가 2시 타임에 실험을 하였다면 더욱 정확한 결과값(특히, 압력차이 부분)을 얻을 수 있었을텐데 그렇지 못해서 아쉽다.
이러한 까닭으로 같은 실험을 반복적으로 실시했는데, 조교형에게 문의하니 위와 같은 사실을 알 수 있었다. 무엇보다 실험 과정에서 실험 기기를 함부로 다루면 안된다는 것을 앞의 시간대 조를 거울삼아 깨달았다.
이렇듯 실험 과정 중에는 특별한 어려움은 없었으나, 이론의 공식과 실험과정에서의 측정값을 토대로 '압축기 시험 성적표'를 채우는 것이 힘들었다. 여러 가지 값을 공식에 대입해 여러 수치를 구하는 과정에서는 다른 것보다 압력에 대해 확실히 알 수 있었다.
특히, 압력은 단위적 측면에서 상당히 헛갈리는데 이번 기회로 여러 참고문헌의 압력과 관련된 부분을 살펴보며 충실히 공부했다. 대기압, 게이지압, 절대압력 등과 같은 압력에 대한 정의부터 bar, ㎏f/㎠, N/㎡, ㎜Hg, mAq, ㎩ 등과 같은 압력의 단위까지…. 예전 열역학 시간에 접한 뒤 오랜만에 압력 단위를 공부했다. 유량 노즐의 압력차를 측정했을때 압력의 단위는 mAq였는데, 이를 다른 압력 단위로 고치는 과정에서 압력의 단위계를 확실히 살펴보았다.
우리 조원들과 내가 구한 압축기 성능 시험 성적표를 비교해보니 많이 틀린 부분이 있었는데, 이것은 단위를 잘못 이해했는걸로 여겨진다. 나 역시 계산기와 Excel Program을 이용해 계산했는데, 온도(대기·흡입·송출)나 압력(대기압·게이지·흡입·송출)처럼 부분적으로 서로 이해가 안되는 부분의 차이라고 여겨진다. 내가 구한 데이터중 가장 이해가 안된 부분은 레이놀즈 수였는데, 값이 너무 작다고 생각된다.
공식에 알맞은 값을 대입하기 위해 하나의 단위계로 수치를 통일하고 엑셀 프로그램을 이용해 위의 공식을 써넣어 여러 값들을 구하는 것에서 많은 시간이 소요되었으나, 첫 번째 열공학 실험인 '공기 압축기의 성능 실험'은 전체적으로 만족한 실험이라 여겨진다.
6. 참고문헌
김진명, 『최신 열유체역학』, 기전연구소
이창식·김우승, 『공업열역학』, 동명사
전철호·장영석, 『열역학』, 보성각
맹주성, 『유체역학』

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공기압축기,   압축기성능,   압축기성능시험