실험보고서 - 위어 실험

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실험보고서 - 위어 실험에 대한 보고서 자료입니다.

본문내용

또한 수로 폭의 중앙에 위치하도록 붙인다.
⑨ 4각 워어의 절단은 그림 11에 표시하는 것과 같이 하부귀퉁이와 양귀퉁이는 각각 직각을 이루는 것으로 한다. 워어판은 절단 하부 귀퉁이의 2등분선은 수로의 중앙에 위치하며 또 그하부 귀퉁이가 수로 밑면과 수평이며, 또한 평행하게 되도록 붙인다.
5. 실험결과 및 정리
1) 삼각 weir
측정번호
t(sec)
△V(V1-V2) (liter)
계량수조 유량 Q(m3/s)
H(mm)
C(유량계수)
삼각 weir Q(m3/s)
1
5.06
5
0.9881×10-3
60
1.4380
1.268×10-3
2
5.59
5
0.8945×10-3
58
1.4385
1.165×10-3
3
6.72
5
0.7441×10-3
56
1.4394
1.068×10-3
4
7.39
5
0.6776×10-3
48.8
1.4445
0.7603×10-3
5
11.38
5
0.4394×10-3
39
1.4599
0.4392×10-3
계량 수조의 유량측정
Q: 관측유량(l/s), t : 측정시간(sec)
V1 : 초시계로 시간을 측정했을때의 유량(liter), V2 : 초시계“0”초일때의 유량(Q)
삼각웨어
Q1은 유량(m3/s), H는 월류수심(m), C는 유량계수, Hd는 바닥에서 웨어 마루까지의 높이 (Hd=0.10m), B는 수로폭(B=0.25m)
2) 사각weir
측정번호
t(sec)
△V(V1-V2) (liter)
계량수조 유량 Q(m3/s)
H(mm)
C(유량계수)
사각 weir Q(m3/s)
1
5.09
5
0.9823×10-3
64.4
1.7174
0.8420×10-3
2
5.18
5
0.9653×10-3
62.8
1.7186
0.8114×10-3
3
5.82
5
0.8591×10-3
57.4
1.7236
0.7111×10-3
4
5.88
5
0.8503×10-3
55.6
1.7256
0.6787×10-3
5
7.63
5
0.6553×10-3
45.0
1.7418
0.4988×10-3
사각웨어
Q2는 유량(m3/s), H는 월류수심(m), C는 유량계수, Hd는 바닥에서 웨어 마루까지의 높이 (Hd=0.09m), B는 수로폭(B=0.25m), b는 notch의 너비(0.03m)
6. 삼각, 사각 weir의 관측유량과 이론유량 관계곡선
·
7. 실험결과 분석
이론식에서도 알 수 있듯이 weir 의 유량은 weir 의 형상과 weir 에서의 수두의 함수 있
것을 알 수 있다. 실험 결과에서 보듯이 삼각weir 와 사각weir의 월류수심(H)가 증가할수록 보정계수(C)는 작아지며 유량(Q)는 증가하는 것을 알 수 있다.
삼각weir의 경우 유량이 작은 경우 이론식에 의한 유량과 계량수조의 유량이 오차가 거의 나지 않고 높은 정밀도를 가지는 것을 알 수 있다. 이는 수로단면의 비하여 weir의 단면적이 작으므로 접근유속에 의한 오차가 작기 때문이다. 그러므로 유량이 작은 경우 삼각weir을 이용한 유량측정이 좋다.
그리고 삼각 weir의 H값이 작아 정확히 알 수는 없으나 H가 증가할수록 유량 Q의 증가폭이 점점 감소하는 것을 알 수 있다. 사각 weir 의 경우는 H가 증가할수록 유량 Q의 증가폭이 점점 증가하는 것을 알 수 있다.
사각 weir의 경우 월류수심이 작으면 유량이 감소하여 직사각형 weir 는 수맥이 위어판에 부착하는 경향이 있어 계량수조의 유량과 오차가 큰 것을 알 수 있다. H가 증가할수록 계량수조의 유량과의 오차가 점점 작아진다. 그러므로 사각weir 의 경우 H의 국부적인 자유표면의 곡률의 영향을 피하기 위하여 weir의 crest와 weir에서부터 충분히 상류인 지점에서 실험하는 것이 좋다.
8. 토의 및 고찰
weir의 실험에서 일얼날 수 있는 오차는
① 계량유량 측정시 △V가 5liter일때의 시간 t의 측정오차
② 월류수심 H의 측정오차
△V가 5liter로 작기 때문에 시간 t의 오차는 크게 나타날 수 있으며, 월류수심 H 역시 그 값이 작아 1-2mm의 오차라 하더라도 크게 나타날 수 있다.
이런 오차를 줄이기 위해서 △V 와 월류수심 H를 증가시켜 측정상의 오차를 감소시키는 것이다. 그러나 이런 오차가 일어난다고 하여도 우리의 이론식 역시 마찰과 압축이 없는 상태로 가정한 흐름이며 엄밀히 말하면 실험에 의한 경험식이기 때문에 정확한 오차를 판단하기는 힘들다.
weir는 베르누이 원리에 의해 압력차에서 유속, 즉 부피유량을 구할 수 있다. 유량측정을 통해 수위증가, 유량조절 등을 목적으로 이용된다.

키워드

위어 실험,   조도계수,   유량 설계