실험보고서 - 관내 유동 레이놀즈 실험

소개글

실험보고서 - 관내 유동 레이놀즈 실험에 대한 보고서 자료입니다.

본문내용

10.932
1
1.5
0.0074
72.521
10.859
2
4.5
0.0074
72.521
10.859
3
7.5
0.007
68.601
10.562
4
10.5
0.0064
62.721
10.099
5
13.5
0.0052
50.961
9.103
= 10.402
= 0.9515185
값의 평균 = 0.9545981
※ 이론적 값과 실험에서 구한 평균 값
값의 이론값 =
값의 오차 = 3.1%
- 이론값 와 측정값 의 오차는 3.1%가 발생하였다.
(2) 오리피스의 보정실험
Hz
h(orifice)
△P(orifice)
Q
h(pitot)
△P(pitot)
Vo(pitot)
AV-(pitot)
C
Re
20
0.03
294.006
0.012
0.008
73.501
10.932
0.007
0.611
21805
25
0.047
460.609
0.014
0.012
112.702
13.537
0.009
0.604
27001
30
0.069
676.213
0.017
0.016
159.743
16.117
0.010
0.594
32146
35
0.094
921.218
0.020
0.022
211.684
18.553
0.012
0.586
37005
40
0.124
1215.224
0.023
0.028
274.405
21.123
0.014
0.581
42132
45
0.155
1519.029
0.026
0.035
343.007
23.616
0.015
0.581
47105
50
0.193
1891.437
0.029
0.043
419.448
26.116
0.017
0.575
52090
※ = 0.000706858 / = 0.00422732 /
C = / =
6. 고찰
실험을 시작하기 전에 실험제목과 실험장치만을 보고서는 실험에 대한 감이 잘 오지 않았다. 실험 매뉴얼을 잘 읽어보고 실험 절차에 적힌 대로 실험을 하면서 조금씩 실험에 대해 이해 할 수 있었다.
첫 번째 실험은 피토관을 오리피스에 중심에 위치 시킨다. 그리고 송풍기의 주파수를 20Hz로 맞춘 다음 피토관을 중심에서부터 일정한 간격으로 떨어뜨려 가며 실험했다. 이 때의 경사마노미터의 높이를 측정했다. 피토관이 중심에서 떨어진 거리가 0~7.5mm인 위치에서는 경사마노미터의 높이차가 거의 없었다. 거리가 10.5, 13.5 일 때 약간의 차이를 보였다. 구한 값을 에 대입하여 의 값을 구할 수 있었다. h 값의 차이가 없는 구간에서는 의 값 또한 차이가 없었다. 식을 이용하여 구간별로 V(r)의 값을 구하였다. 오리피스 안에서의 압력변화가 유속에 영향을 미친다는 것을 알 수 있었다. 평균유속을 구하여 에 대입하여 K값을 구할 수 있었다. 구한 K값을 K값의 이론값이 0.985와 비교하여 약 3.1%의 오차값이 나왔다. 피토관에 의한 유속분포 측정실험에서 오차가 발생하는 원인은 반복적인 실험 과정에서 일정하지 못한 실험과 피토관에 의한 경사마노미터 h값의 변화라고 생각 해 보았다. 피토관에 의해 오리피스 관으로 바람이 나올 때 앞에 상황에 따라 h값에 약간의 차이가 있었다. 실험을 하는 동안 오리피스관 쪽으로 실험을 하기 위해 지나다녔고 다른 실험도 실시하고 있었다. 이러한 외부적 환경요소가 오차를 발생시키는데 약간의 영향을 미쳤다고 볼 수 있다.
다음으로 실험한 오리피스 보정실험은 송풍기의 주파수를 20, 25,…,50Hz로 바꿔주어 풍량의 변화에 따른 U마노미터의 높이차를 관찰하는 실험이었다. 처음 U마노미터가 영점에 맞추어 있지 않았다. 이점을 유의하며 높이차를 읽었다. 그리고 처음에 높이차를 읽을 때 눈큼 한 칸이 2인 것을 알지 못해 실험을 한 번 더해보고 구한값에 2를 곱해 주었다.
처음 했던 피토관에 의한 유속분포 측정실험과는 다르게 이 실험에 압력변화의 값은 상대적으로 크게 나타났다. 실험을 통해 구한 측정값들을 이용해 유량계수 C는 식 을 통해 구할 수 있었다. 구한 유량계수의 값들을 그림4에 오리피스 유량계수와 비교해보았다. 정확한 값은 아니였지만 비교적 작은 오차가 발생했다. 실험을 통해 얻은 데이터값을 그래프로 나타내어 관찰한 결과 레이놀즈의 증가에 따라 유량계수의 값이 작아지는 것을 알 수 있었다.
이번 실험은 유체역학 시간에 배웠던 오리피스와 피토관에 대해 기억을 되새겨 볼 수 있는 시간이었다. 각 실험에 값들을 구하기 위해 유체역학 책도 다시 한번 찾아보며 공부 할 수 있는 시간이었다.

키워드

관내 유동 레이놀즈 실험,   관내유동실험,   오리피스를 이용한 유량 측정