배관계의 유체 마찰손실 측정 실험

소개글

배관계의 유체 마찰손실 측정 실험에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 서 론

2. 이 론

3. 실 험

4. 결과 및 고찰

본문내용

Smooth-bore pipes of variousdiameter
(1) 16.0 ㎜ Bore (PVC Tube VP 16)
(2) 9.5 ㎜ Bore (Acryl Tube)
(3) 5.5 ㎜ Bore (Acryl Tube)
Bends & Fittings
(1) 90° Bend (PVC 16 ㎜)
(2) 90° Elbow(PVC 16 ㎜)
(3) 90° T (PVC 16 x 16 ㎜)
Sudden change of area
(1) Sudden enlargement : 16 ㎜-5.5 ㎜
(2) Sudden contraction : 5.5 ㎜-16 ㎜
Valves
(1) Gate valve : 15A
(2) Glove valve : 15A
(3) Ball valve : 15A
\\Venturi tube (Acryl)
Inlet Dia.-24 ㎜, Throat Dia.-14 ㎜
Orifice meter (Acryl)
Inlet Dia.-24 ㎜, Orifice Dia.-16.0 ㎜
Manometer
(1) Mercury manometer : 1000 ㎜ (1 pair)
(2) Water manometer : 1000 ㎜ (3 pair)
Water supply system
(1) Pump(Magnet) & Motor : 70 ℓ/min
(2) Sump tank (PVC) : 140 LTS
(3) Electrical supply : 220V(60Hz), 143W
Dimensions (Approx.)
Board : 260L x 74H x 14W (㎝)
Overall dimensions
260L x 190H x 40W (㎝)
(2) 기기 및 시약
압력손실 측정 장치, 수은, 메스실린더, stop watch
(3) 실험 방법 및 과정
① 관내로 물이 흐를 수 있도록 조절 밸브, 글로브 밸브, 게이트 밸브, 콕크 밸브를 열어 놓는다.
② 펌프의 모터 스위치를 작동시켜 배관계로 물을 순환시킨다.
③ 마노미터의 밸브속에 공기가 차있는가를 확인하여 공기배출 밸브를 열어 공기를 배출시킨다.
④ 측정하고자 하는 직관, 밸브, 관 이음쇠, 유량 측정 장치를 선택하여 마노미터를 연결한다.
⑤ 관내 유속과 압력을 조절 밸브로 조정하여 물의 유량을 측정한다.
⑥ 물의 유속에 따른 압력차를 수은 마노미터와 물 마노미터로 측정한다.
⑦ 같은 유속에서 정확한 압력차를 3회 이상 측정한다.
< Flow chart>
관 내로 물이 흐르도록 모든 밸브를 개방

펌프 모터를 ON 시키고 물을순환

수은 마노미터의 공기유무를 확인 뒤
공기배출 구를 열어 공기배출

측정하고자 하는 장치를 선택하여 마노미터를 연결

관 내 유속을 초시계를 사용하여 물의 유량을 측정

물의 유속에 따른 압력차를 수은 마노미터로 측정

3회이상
측정하였는가?

결과 도출
4. 결과 및 고찰
(1) 고찰
이번실험은 여러 가지 직경을 가진 직관에서 유속변화에 따른 차압을 측정하고, 이와 관련된 Reynolds수, 마찰계수, 압력손실 두를 계산하는 실험을 하였다. 실험은 그다지 어려운 점이 없었지만 몇 가지 주의 할 점이 있었다. 측정값의 오차를 줄이기 위해 실험을 2-3회 반복해 주어야 한다. 측정을 할 때 밸브의 개, 폐 동작을 확실히 확인한 후 실험에 적당한 유량으로 마노미터의 관의 기포를 빼준 후 체크 하도록 하고 마노미터의 수주차를 읽기 전에 마노미터와 파이프라인상의 공기 기포를 모두 제거해야한다.
5. 결과
다양한 직경을 가진 직관에서 유속변화를 측정하고, 관 이음쇠에 의한 두 손실, 배관계 내의 밸브류, 유량측정장관에 의한 두 손실을 측정하는 실험을 진행하였다. 실험을 통해 얻은 데이터를 통하여 계산한 결과 파이프 관의 직경이 커질수록 마찰계수는 증가하였고, 관이 일정할 때, Reynolds Number가 증가할수록 마찰계수가 감소하는 것을 알 수 있었다. 관의 직경이 크면 그만큼 흐르는 유체의 양도 많아져서 유속이 떨어진다는 것을 알 수 있었다.
결과적으로 파이프 관의 직경이 커질수록 레이놀드수가 감소할수록 마찰계수는 증가하였고, 이에 따라 압력손실도 증가함을 알 수 있었다.
6. 참고문헌
노윤찬, 서교택, 화학공학실험, 초판, 진영사, (2002).
고용식, 단위조작실험, 초판, 선학출판사, (2001).
http://scet.yu.ac.kr/curriculum/c04.html (화학공학실험).
Mc cabe. Smith Harriot / Mc Graw Hill, 단위조작, 2005. 3.30, P287～288

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배관계,   유체 마찰손실,   실험보고서