부손실 실험

목차

유체공학실험 보고서(예비)


실험 결과 요약
유체관로의 부손실 측정
1. 실험 목적
2. 실험 관련 이론
3. 실험장치 및 방법
　3.1 실험 장치
　3.2 실험 방법
4. 실험 결과 및 토의
　4.1 실험결과
　4.2 토의
5. 참고문헌

본문내용

68
323
272
140
370
323
353
289
217
65
-18
46
15
34
55
75
Time(s)
38.81
Volume(L)
10
Q()
0.2577
V(m/s)
0.8540
/2g
0.0372
K
0.4842 (-)
1.2375
0.4035
0.9147
1.4796
2.0177
　
Enlargement
Contraction
Long Bend
Short Bend
Elbow
Mitre
320
338
335
291
240
111
339
290
321
257
186
32
-19
48
14
34
54
79
Time(s)
41.47
Volume(L)
10
Q()
0.2411
V(m/s)
0.7992
/2g
0.0326
K
0.5836 (-)
1.4744
0.4300
1.0444
1.6587
2.4266
　
Enlargement
Contraction
Long Bend
Short Bend
Elbow
Mitre
342
357
355
315
271
156
358
315
343
287
223
90
-16
42
12
28
48
66
Time(s)
44.13
Volume(L)
10
Q()
0.2266
V(m/s)
0.7510
/2g
0.0287
K
0.5565 (-)
1.4609
0.4174
0.9739
1.6696
2.2957
　
Enlargement
Contraction
Long Bend
Short Bend
Elbow
Mitre
268
277
276
252
225
155
277
252
268
234
195
115
-9
25
8
18
30
40
Time(s)
57.46
Volume(L)
10
Q()
0.1740
V(m/s)
0.5768
/2g
0.0170
K
0.5307 (-)
1.4743
0.4718
1.0615
1.7691
2.3588
　
Enlargement
Contraction
Long Bend
Short Bend
Elbow
Mitre
208
212
213
199
185
146
213
199
208
190
169
122
-5
13
5
9
16
24
Time(s)
81.38
Volume(L)
10
Q()
0.1229
V(m/s)
0.4073
/2g
0.0085
K
0.5914 (-)
1.5377
0.5914
1.0646
1.8926
2.8389
/2g
Enlargement
Contraction
Long Bend
Short Bend
Elbow
Mitre
Re
1차
0.0372
0.4842
1.2375
0.4035
0.9147
1.4796
2.0177
17067
2차
0.0326
0.5836
1.4744
0.4300
1.0444
1.6587
2.4266
15972
3차
0.0287
0.5565
1.4609
0.4174
0.9739
1.6696
2.2957
15010
4차
0.0170
0.5307
1.4743
0.4718
1.0615
1.7691
2.3588
11528
5차
0.0085
0.5914
1.5377
0.5914
1.0646
1.8926
2.8389
8139
* Re 수는 25 물 9.8074 이용
- K 선도
2) 부손실 이론값
Enlargement , Contraction
- 면적이 급격히 변하는 확대, 축소라 생각하면 참고문헌을 이용하여 손실계수(K)를 구할 수 있다.
확대 : ->
축소 : ->
Long & Short Bend
Long : ->
Short : ->
Elbow
Mitre
4차 실험의 이론값
- 에서 마찰계수()를 구하기 위해서는 Re수가 필요하며 1~5차 실험에서 Re수는 4000 이상이므로 난류유동을 하고 있다. 2차 실험의 Re수는 11528 로 Blasius의 마찰계수식(Re)을 이용하면
0.030497
3) 부손실 실험값 & 이론값 (4차실험비교)
　
Enlargement
Contraction
Long Bend
Short Bend
Elbow
Mitre
K (실험값)
0.5836 (-)
1.4744
0.4300
1.0444
1.6587
2.4266
K (이론값)
0.25
0.2
0.4087
0.3446
0.9149
1.8298
4.2 토의
실험값에서 - K 선도를 살펴 보면 2차 실험은 과실오차로 볼 수 있고, 2차 실험을 제외하고는 1~5차로 갈수록 손실계수(K)가 증가함을 볼 수 있다. (단, Enlargement는 제외) 즉, 유체속도가 증가하면 손실계수(K)가 감소한다고 말할 수 있다.
중요한 점은 - K 선도에서 Mitre의 K 변화율이다. 다른 곳의 K 변화율에 비해 급격한 것(5차~4차 사이)을 볼 수 있는데 이는 실험 장치에서 Mitre 다음에 Flow Control Valve 가 설치되어있어 유동흐름이 일정하지 못하므로 Manometer의 수치가 진동 하게 된다. 그러므로 Mitre의 실험값을 구하는데 큰 오차가 발생하게 된다.
Moody선도
- K 선도의 손실계수를 보면 Enlargement , Contraction에서 이고 Long Bend, Short Bend, Elbow, Mitre 에서는 Mitre > Elbow > Short Bend > Long Bend 순으로 손실계수가 컸다. 이는 유동의 방향을 틀어 주기 위해 곡관과 관부속품을 사용하기에 앞서 각각의 손실계수가 틀리고 유속에 따라 손실계수가 틀려지므로 유체관로 설계 시 각각의 상황과 경제성을 생각하여 곡관과 관부속품을 선정해야 할 것이다.
실험값과 이론값을 비교한 표를 보면 실험값과 이론값은 큰 차이를 나타내고 있는데 이는 동일한 유동 형상일지라도 자료의 출처가 다르면 다른 값이 나오기 때문이다. 또한, 이론값을 구하여 실험값과 비교해 본다면 유체속도 말고도 손실계수에 영향을 주는 인자를 알아 볼 수 있을 것이다.
5. 참고문헌
저자,제목,출판사, 출판년도, 참고페이지
서상호 외7명, Engineering Fluid Mechanics, 사이텍미디어, 2005년,
p.444(Moody 선도), p.445~446(마찰계수), p.448~458(부차적 손실),
p.856(동점성계수)

키워드

부손실,   유체,   실험