유체 공학의 모든것

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유체 공학의 모든것에 대한 보고서 자료입니다.

목차

제 1 장 유량 측정 실험 1
1. 삼각 Weir에 의한 유량측정 1
2. 기본 Weir에 의한 유량측정 5
3. Flow meter에 의한 유량측정 8
4. 오리피스(Orifice)와 분류(Jet)실험 28

제 2 장 Reynolds 수 측정 실험 32
1. Classic Reynolds 실험장치 32
2. Osborne Reynolds 실험장치 38

제 3 장 Bernoulli 정리 실증 실험 44
1. Hydraulic bench에서의 실증 실험 44
2. Fan test set에서의 실증 실험 47
3. 축소-확대통로에서의 베르누이 방정식 53

제 4 장 점성계수(Viscosity) 측정실험 61
1. Saybolt 점도계 61
2. 회전형 점도계 64

제 5 장 유동 가시화 실험 67

제 6 장 송풍기 성능 실험 77
1. Fan Performance Tester 77
2. Air experiment machine 90

제 7 장 원심 펌프 성능 실험 100
1. 수력 종합 실험장치 원심펌프 100
2. Centrifugal Pump Demonstration Unit 104

제 8 장 Turbine 성능실험 115
1. Francis Turbine 115
2. Pelton Turbine 119

제 9 장 풍동 실험 123

제 10 장 유량계 실증실험 144

제 11 장 관로의 손실수두 측정실험 147
▣ 참고자료 Hydraulic bench

본문내용

기하학적 형상이 급격히 변하거나 또는 관이 이음새에 의해 연결되는 부분의 내부 유동은 대단히 복잡하며, 이러한 유동의 손실수두는 간단한 이론으로 설명하기 어려우므로 일반적으로 실험에 의해 측정되는 그 손실의 크기는 속도수두와 관련하여 다음과 같이 정의한다.
---------------------------------------------------------------------(11-1)
H : 액주계 높이차
: 유체비중량
P-P : 압력차
K : 손실계수
V : 평균유속
g : 중력가속도
1) 곡관의 손실수도
--------------------------------------------------------------------------------------(11-2)
K : 곡관의 손실계수
V : 평균유속(sec)
g : 980(sec)
2) 돌연 확대관의 손실수두
------------------------------------------------------------------------------(11-3)
K : 확대관 손실계수
V, V : 작은 관, 큰 관의 유속(sec)
3) 축소관의 손실수두
--------------------------------------------------------------------------------(11-4)
K : 축소 관 손실계수
V : 작은 관의 유속(sec)
4) 밸브에 의한 손실수두
---------------------------------------------------------------------------------(11-5)
K : 밸브의 손실계수
V : 관의 평균 유속(sec)
3. 실험장치 : 수력 종합실험장치
4. 실험준비 및 방법
1) 실험준비
① 부품의 치수를 측정한다.
② 저울, 스톱워치, 온도계를 준비한다.
③ 액주계에 물과 수은을 채우고 물의 온도를 측정한다.
2) 실험방법
① 곡관에 의한 손실 측정
a. 곡관 양단에 연결된 비닐 호수의 콕을 열고 공기를 뺀 다음 액주계에 연결한다.
b. 직관의 경우와 같은 방법으로 측정한다.
② 축소, 확대 관에 의한 손실 측정
a. 관 두 점의 콕을 열고 ①의 a,b 방법과 같게 측정한다.
③ 밸브양단에 의한 손실 측정
a. 밸브양단의 압력차, 유량 측정은 ①과 같은 방법이나 측정밸브의 개도를 변화시켜 유량을 조절한다.
b. 상류 밸브를 열어 장치에 물이 흐르게 한다. 측정밸브를 완전히 막는다.
5. 실험상 유의점
(1) 유량 최대 압력을 1.1이상에서는 실험하지 않는다.
(2) 액주계에 연결된 비닐 호수내의 공기를 완전히 뺀 후에 연결한다.
(3) 액주계의 압력이 안정된 상태에서 계측한다.
6. 실험결과 및 보고서
1) 유량은 에 의해 계산한다.
2) 유속은 에 의해 계산한다.
3) Reynolds 수는 에 의해 계산한다.
Q : 유량(cm/sec)
W : 중량유량 ()
: 비중량(cm)
t : 측정 시간(sec)
V : 유속(sec)
A : 관 단면적(cm) D: 관 내경() : 동 점성계수(cm/sec)
【그림 11-1】수력종합 실험 장치
◐ 참고자료 Hydraulic Bench ◑
1. 실험장치의 개요
본 실험 장치는 유체의 유동상태를 관찰하는데 있어 가시화된 실험기로서 여러 가지의 부품을 Bench위에 장착시켜 유체의 유동에 대한 각종 특성 실험을 할 수 있다.
탱크내의 물을 펌프로서 측정 장치 내에 공급함으로서 관내에서의 유체 현상 및 개수로에서의 유체 계측을 용이하게 할 수 있도록 제작된 실험기이다.
본 장치로서 Bernoulli's Theorem의 입증, 관내의 손실수두 측정 및 Orifice에서의 각종계수를 측정할 수 있으며, 유량계로서 이용되는 Venturi Tube 및 Orifice Float의 원리를 이해할 수 있다. 또한 부차적으로 유체의 충격시험, 개수로 에서 3각 또는 4각 weir에 의한 유량 및 유량 계수 측정의 원리를 습득할 수 있다.
2. 실험장치의 구성 요소
본 실험 장치는 다음과 같은 요소로 구성되어 있다.
(1) 펌프
원심펌프로서 자흡식이며, 관내 및 수로에 유량을 공급하는데 고속회전을 하므로 항상 주의 하여야 한다.
(2) 송출밸브
시동 시에는 항상 전폐시켜 놓아야 하며, Motor의 운전 시에는 관로가 정확히 접속되었는가를 확인한 다음 필요한 량 만큼 서서히 열어야 한다.
(3) 개수로 및 Weir
개수로 에서의 유동 관찰 및 유량측정을 할 수 있는데 3각 Weir와 4각 Weir를 설치할 수 있다.
수위 측정은 Point Gauge를 설치하여 측정한다.
(4) Dead Weight Pressure Calibration
Bench위에 설치하여 Bourdon Type의 압력계를 보정할 수 있는 원리를 습득할 수 있다.
(5) Metacentric Height Apparatus
부체의 메타 쎈타의 높이를 측정할 수 있으며, 메타 쎈타의 높이에 따른 부체의 안정성 여부를 이해할 수 있다.
(6) Bernoulli's Theorem Demonstration Apparatus
Ventri Tube의 각 지점에 정압 측정 구를 설치하여 Manometer에 연결함으로서 단면적 변화에 따른 유속 및 유체압력의 관계를 파악할 수 있다.
(7) Impact of Jet Apparatus
노즐을 통해 분출되는 Jet의 크기를 다양한 추를 이용하여 측정함으로 운동량 원리를 파악할 수 있다.
(8) Orifice and Jet Apparatus
Tank에서 분출되는 Orifice의 유동상태를 관찰하고 Torricelli's Theorem을 입증할 수 있으며, Orifice의 유속계수 및 유량계수를 Mass Cylinder에 의해 실제 유량을 계측함으로서 계산할 수 있다.
(9) Pipe Friction Apparatus
직관을 통하여 흐르는 실제 유체의 마찰손실을 측정함으로서Darcy-Weisbach 방정식을 입증할 수 있다.
(10) Flow meter Demonstration Rig
유량계로서 이용되는 Venturi tube 및 Orifice Float유량계의 원리를 파악하고, 측정 방법을 습득할 수 있다.

키워드

유체,   공학,   유체공학,   유체공학정리,   정리