유량계수측정 실험

소개글

유량계수측정 실험에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 실험 목적-----------------------------2

2. 이론적 배경----------------------------2

3. 실험 장치 및 주의사항--------------------5

4. 실험 방법-----------------------------5

5. 실험 결과 계산-------------------------6

6. 시험오차 원인 및 고찰--------------------7

7. 참고문헌------------------------------7

8. 수리실험대의 Weir로 유량을 계산할 경우------8

본문내용

까운 액주관의 수면 높이가 눈금자관의 0점에 오도록 유량조절 밸브를 조정한다.
(5) 액주관의 배기밸브를 열어 공기를 빼내고 액주관에서 모든 수면고가 최대치를 측정하여 유량을 산정한다.
(6) 유량조절밸브로 유량을 변경시키고, 액주관의 배기밸브를 열고 수주의 상승고를 측정 하여 유량 을 산정한다.
(7) 배분되는 유량측정 작성 표 에 측정결과를 기록한다.
(8) 실험이 끝나면 수리실험대 전원을 끄고 액주관의 배기밸브를 연다음 물을 완전히 뺀다.
5. 실험 결과 계산
(5-1) h = h1 - h2
(5-2) 벤튜리 관 입구(A1)와 출구(A2) 넓이
(5-3) 오리피스 관 입구(A3)와 출구(A4) 넓이
(5-4) 실제 유량
(5-5) 벤튜리 관 이론 유량
한가지 예로, case 1-1 을 적용해보면
(5-6) 오리피스 관 이론 유량
case 1-1 을 적용해보면
(5-7) case 1-1 벤튜리 유량계수
(5-8) case 1-1 오리피스 유량계수
(5-9) 벤튜리 및 오리피스의 유량계수
실험 데이터 평균값
6. 시험오차 원인 및 고찰
- U자관의 물높이를 관찰할 때, 눈금을 읽는곳에서 오차가 발생한다. 눈금오차가 있고,
- 수리실험대 의 펌프에서 물이 나오는데 있어 유속이 일정하지 않았다. U자관의 물이 계속 움직임
- 수리실험대의 평형, 실험장치의 평형
- 유속을 정하는 과정에서, 눈으로 유속게이지를 보고 맞추지만 밸브를 돌리는데 정확하지 않다. 실 제 나오는 유속, 유량과 이론값과의 차이가 여기, 실험시작부터 있다.
- 관, 튜브 속에 공기의 유입.
- 벤튜리 관에 비해 오리피스에서 오차값이 크다. 오리피스 에서는 그림9.2 에서 보듯이 물의 와류와, 수리실험대에서 내보내는 유속이 일정하지 않은 것이 더해져서 그렇지 않을까 생각한다.
- 물높이를 읽는데, 높이가 계속 변하는 이유도 있고, 읽는 사람마다 틀렸었다.
7. 참고문헌
- 기계공학실험(2006.3-방광현,조종래,최형식,도덕희) : 9장 유량계수측정(p.97~108)
8. 수리실험대의 Weir로 유량을 계산할 경우
스톱워치를 이용하지 않고 수리실험대에 설치되어 있는 웨어(Weir 혹은 Notch)로 유량을 계산할 수 있는데 4각 웨어와 3각 웨어가 설치되어 있다. 아래 그림 9-4는 웨어의 종류 를 나타낸다.
< 4각 웨어 > < 3각 웨어 >
웨어를 이용하여 유량을 측정하는 방법은 독읠의 엔지니어(Julius Weisbach)에 의하여 고안되었는데 다음과 같은 전제조건이 있어야 적용이 가능하다.
- 노치(notch)의 상류에서의 유체입자들의 속도는 균일하며 평행하다. 그러므로 압력은 정역학의 기 본방정식 에 의하여 변한다.
- 자유표면은 노치를 통과한 유체입자가 평행으로 움직이고, 또 그 노치 평면에 수직으로 움직인다.
- 노치 위를 흘러 넘치는 수면상의 압력은 대기압이다.
- 점성력과 표면장력은 무시한다.
(1) 4각 웨어
< 4각 웨어의 베르누이 방정식 적용에 의한 유량 측정 >
앞에서의 웨어 구비요건이 갖추어졌다는 가정으로는 베르누이방정식의 적용이 가능하게 된다. 그림의 4각 웨어의 경우에는 유량측정공식은 다음과 같이 유도된다.
단면 (1)과 단면 (2)에서 베르누이방정식은
단면(1)에서 인 경우는 이고, 이며, << 이므로 이다. 그러므로
여기서 는 dp 따라 변화하므로 유량을 구해보면
적분하면
=
실제적으로는 이 이론유량 에 웨어를 통과하는 동안 수축되는 수축계수를 고려하여야 되므로, 실제 사용하고 있는 4각 웨어의 유량계산식은 다음과 같다.
(2) 3각 웨어
3각에 대해서도 4각 웨어와 마찬가지 방법으로 계산하면,
.
실제 유량식은 유량계수 를 고려하여 다음과 같이 사용한다.

키워드

기계공학,   기계공학 유량계수,   유량계수,   오리피스,   오리피스노즐,   벤투리미터,   로터미터,   위어