[실험] 배관계의 유체 마찰손실 측정 실험

목차

실험. 배관계의 유체 마찰손실 측정 실험

1 . 서론
⑴목적

2 . 이론
(1) 유량의 개념

3.실험
(1)실험장치
(2)실험 방법

4. 결과 및 고찰
(1)결과
(2)고찰

5. 결론

본문내용

상대 조도만 같으면
같은 값을 갖게 된다는 것을 알수 있다.
3.실험
(1)실험장치
★fluid friction apparatus(EH-FF-2000P)
(2)실험 방법
① 관 내로 물이 흐를 수 있도록 조절 밸브, 글로브 밸브, 게이트 밸브, 콕크 밸브를 열어 놓는다.
② 펌프의 모터 스위를 작동시켜 배관계로 물을 순환시킨다.
③ 마노미터의 밸브 속에 공기가 차 있는가를 확인하여 공기배출 밸브를 열어 공기를 배출시킨다.
④ 측정하고자 하는 직관, 밸브, 관 이음쇠, 유량측정장치를 선택하여 마노미터를 연결한다.
⑤ 관 내 유속과 압력을 조절밸브로 조정하여 물의 유량을 측정한다.
⑥ 물의 유속에 따른 압력차를 수은 마노미터와 물 마노미터로 측정한다.
⑦ 같은 유속에서 정확한 압력차를 3회 이상 측정한다.
4. 결과 및 고찰
(1)결과
1. 실험보고서의 결과 및 고찰 항에 다음의 실험결과표를 작성하고, 고찰하여라.
① Table 2-1. Head loss due to friction in a straight pipe.
② Table 2-2. Head loss due to pipe fittings.
③ Table 2-3. Head loss due to sudden expansion and sudden
contraction.
④ Table 2-4. Head loss due to orifice meter, venturi meter, and pitot tube.
2. 실험결과표의 계산 참고
①Table 2-1 :
* Calculated head loss : 에서 이므로
* Measured head loss : 위의 식에서,
② Table 2-2 :
* Calculated head loss : 에서 이므로
Table에서 값을 찾아 계산
③ Table 2-3 :
에서 이므로
또한
④ Table 2-4 :
Orifice :
이므로
(2)고찰
★ 유체의 마찰손실을 측정하는 실험에서 처음 배출되는 유체의 벨브를 잠그고 실험을 시작하여서 실험 시간이 무척 오래 걸렸다. 그리고 마노미터안에 있는 모든 공기를 다 빼지 않아 다시 실험에 들어 가야 했다.
실험에서 가장중요한 점은 처음의 수은계의 중심을 잡아하는 것 이었다. 길이 가 짧고 거칠기가 없는 관에서의 마찰손실을 0으로 잡고 시작하였는데 여기서 수은계의 중심을 잘 잡지 못하면 실험의 오차가 많이 나오게 된다. 실험 결과 관의 크기가 커질수록 관이 마찰계수가 증가하며, 레이놀드수가 커질수록 마찰계수는 감소한다는 것을 알 수 있었다.
그리고 실험에서 유체의 속도는 나오는 유체를 메스실린더에 담아서 측정하였는데
정확히 모든 물을 메스실린더에 담을수 없었고 수치 측정시 메스실린더의 단위가 무척커서 대략적인 수치로 유체의 속도를 구하였다.
또한 유체의 흐름 중에서 특히 유체를 수송하는 유로에 유체가 가득히 채 워진 상태로 흐르는 유체의 흐름을 페수로의 흐름이라고 하는데. 상수도관 이나 위발류의 송유관과 같은 관유동이 대표적인 폐수로의 흐름이다. 이 러한 폐수로의 문제를 해결하는 데는 연속방정식, 에너지 방정식, 그리고 유체마찰에 관한 방정식등을 세워 계산할수 있었다.
그리고 관내의 유체를 실제유체로 보는 경우는 이상유체의 경우와는 달 리 마찰이 존재하게 되므로 이에 대한 효과를 방정식에서 고려해야 되는 데, 이와 같은 실제유체의 흐름은 층류냐 난류냐에 따라 그의 유동성질이 크게 달라지게 되믈 이러한 유동의 상태를 레이놀드수에 따라서 확실하게 판별해야 했다.
이 실험에서 가장 큰 오차의 원인은 처음에 측정한 마찰계수 0의 기준 마노미터였으며, 나오는 유량의 속도 측정에서 오차가 나왔을 것 같다. 그리고 난류의 마찰계수를 구하기위해서 그래프를 이용했는데 여기서 또한 오차가 나왔던 것 같다.
5. 결론
★ 레이놀드수 마찰계수, 압력손실등을 계산함으로써 직경이 커질수록 마찰계수가 커지며, 같은 관의 크기 일때는 레이놀드수가 커질수록 마찰계수는 작아짐을 알수 있었다. 또한 비압축성일때 Reynolds number가 증가할수록 수두손실의 차가 커졌다.
NOMENCLATURE
A : 단면적( m2 )
v : 속도 (m/s)
f : Frintion Factor(무차원) - 원통인 경우
g : 중력 가속도(m2/s)
D : 직경(m)
h : 압력차(mH20)
L : 관의 길이(m)
REFERENCE
★유체역학 - 박 이동 저서
★Fudamentals of fluid mechanics - PHILIP M. GERHART 외 2명

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