기초공학실험 - 유량계수

본문내용

법에 대해서는 별도의 지시 및 자료가 배분되므로 이를 참고한다.
②
실제 유량측정은 유량계로 실시하거나 초시계와 임의의 용기를 이용하여 측정한다.
③
유량계수 측정장치의 입출구 배관을 수리실험대의 관계통과 연결한다.
④
U자관의 수두를 관찰하여 수두차를 기록한다.
⑤
유량계수를 산정한다.
1) 측정 작업 순서
2) 세부실험 방법
①
수리실험대를 병용하여 유량을 측정한다.
②
액주관의 배기밸브를 잠근다.
③
4개의 Screw를 조정하여 벤츄리메타의 오리피스 관계통을 수평으로 고정시킨다.
④
급수밸브를 열어 관로에 물을 채우고 유량계(rotameter)에 가장 가까운 액주관의 수면높이가 눈금자판의 0점에 오도록 유량조절 밸브를 조정한다.
⑤
액주관의 배기밸브를 열어 공기를 빼내고 액주관에서 모든 수면고가 최대치를 유지하도록 서서히 유량을 증가하고 다시 배기밸브를 잠근다.
⑥
유량조절밸브로 유량을 변경시키고, 액주관의 배기밸브를 열고 수주의 상승고를 측정하여 유량을 산정한다.
⑦
배분되는 유량측정 작성표에 측정결과를 기록한다.
⑧
실험이 끝나면 수리실험대 전원을 끄고 액주관의 배기밸브를 연다음 물을 완전히 뺀다.
3) 측정시 안전 및 유의사항
①
유관은 아크릴제로 되어 있으므로 충격에 취약하므로 강한 충격 혹은 급작스런 밸브조작등에 유의하다.
②
유관에 연결된 비닐의 U자관의 수두(물의 높이)를 관찰할 때 수평으로 관찰하여야 한다.
③
심한 미소 압력변동에 의하여 수두가 흔들릴 경우가 있는데 이때에는 평균 높이로 수두를 산정한다.
5. 실험결과
DATA SHEET
-유량측정-
Group : 2조
Name : 조 항 석
case
실제유량 Q
(ℓ/min)
유량계
h1
(㎜)
h2
(㎜)
Δh
(㎜)
이론유량
Q'
()
유량계수
Q/Q'
1-1
Q1
8
Venturi
227
209
18
0.000128
1.013
Orifice
224
206
15
0.000170
0.764
2-1
Q1
14
Venturi
325
264
61
0.000236
0.974
Orifice
314
265
49
0.000308
0.747
3-1
Q1
22
Venturi
374
228
146
0.000365
0.985
Orifice
350
224
126
0.000493
0.730
1-2
Q2
8
Venturi
310
290
20
0.000135
0.961
Orifice
307
290
17
0.000181
0.717
2-2
Q2
14
Venturi
304
242
62
0.000238
0.966
Orifice
293
233
60
0.000341
0.675
3-2
Q2
22
Venturi
362
222
140
0.000358
1.006
Orifice
345
217
128
0.000497
0.724
1-3
Q3
8
Venturi
246
227
19
0.000131
0.986
Orifice
243
225
18
0.000187
0.697
2-3
Q3
14
Venturi
293
233
60
0.000234
0.982
Orifice
284
228
56
0.000329
0.699
3-3
Q3
22
Venturi
400
258
142
0.000360
0.999
Orifice
380
251
129
0.000499
0.721
Venturi 유량계수 평균 : 0.989113333
Orifice 유량계수 평균 : 0.71923333
6.계산과정

*venturi
Q1 = 8 = 0.008 = 0.00013
A1 = d12/4 = 3.14 (0.026m)2/4 = 0.00053m2
A2 = d12/4 = 3.14 (0.016m)2/4 = 0.0002m2
V2 = = = 0.6414
유량계수 =
*Orifice
A = d12/4 =
유량계수 =
7. 분석 및 고찰
- 이번실험은 오리피스와 벤츄리미터를 이용한 유량계수를 측정하는 실험이었다. 실험에 앞서 우리는 조교님께서 필기해주시는 오리피스와 벤츄리미터의 관계식을 숙지하고 실험에 임하였다. 실험은 각 4명의 대표가 실험에 임하였으나 실험에 참여를 하지 않으면 오차 및 보고서 작성이 힘들 것 같아 실험자들 옆에서 같이 실험을 지켜보았다. 우선 실험에는 관수로 내에 유체의 흐름에 따라 오리피스에서의 유량과 벤츄리미터에서 유량을 각각 측정하는 실험이 였으며 압력차를 이용하여 유량계수를 측정하였다. 대체적으로 우리조의 오차는 그리 크지 않았다. 약간의 오차가 있었지만 오차 발생원인 부분에서 다시 서술하겠다.
이번실험에서 조교님이 설명을 차근차근 잘 해 주셔서 실험에 대한 이해도는 상당히 높아질 수 있었다. 이번 유량계수측정을 통해 알지 못했던 지식을 습득하였으며 평소에 자주 다루기 힘든 실험기구들을 사용할 수 있어 의미 있는 시간이 였다.
8. 오차 발생 원인
- 유관에 연결된 비닐의 U자 관의 수두 (물 높이)를 관찰할 때 수평으로 관찰하여 야 하는 데, 압력변동에 의하여 수두가 흔들릴 경우가 많아서 정확하게 멈춰 져 있는 수평지점을 읽기 어려웠을 것이다. 그래서 수두가 흔들리는 평균높이로 수두를 산정했는데, 이 과정에서 오차가 발생한 것 같다. 또한 유량계를 읽을 때도 측정자가 사람이기 때문에 미소 압력변동으로 눈금추가 유동하므로 오차가 발생 한 것 같다. 그리고 실험기기의 미숙한 조작 또한 오차의 원인이라 생각 된다. 예를 들면 배기 밸브작동에 있어서도 측정하고자 하는 시기를 벗어나 측정 할 수 있는 수면높이가 벗어나거나 초기 수면높이가 다르기도 하는 등 실험기기 미숙한 작동 또한 오차의 원인으로 지적된다. 마지막으로 오차의 원인이라 보이는 것은 액주관 내에 공기가 차서 정확한 측정값을 얻기 어려웠을 것이라는 이유 또한 오차의 한 원인이라 보여진다 .
9. 참 고 자 료
- 기초공학실험 한국해양대학교 <방광현, 조종래, 최형식, 도덕희>
- http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/5/54/Venturifixed2.PNG (벤츄리미터)
- http://100.naver.com/100.nhn?docid=74852 (벤츄리관)
- http://100.naver.com/100.nhn?docid=115195 (오리피스)

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기계공학,   기계공학실험,   기초공학실험,   유량계수,   한국해양대