[기계공학실험] 관내 유동 실험

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목차

[기계공학실험] 관내 유동 실험

1. 실험목적
2. 실험장치
3. 실험 과정
4. 보정의 개념 및 과정
5. 유속측정 원리 및 유량측정 장치의 종류
6. 관로내 유동형태 및 유속분포
7. 유속측정을 측정하는 원리 및 계산.
8. 실험 결과
9. 오차 분석 및 고찰

본문내용

/V0=k
0
0
0.018
176.4034
16.9362
14.53036
0.857947188
1
0.0015
0.0164
160.7231
16.16596
2
0.0045
0.016
156.803
15.9676
3
0.0075
0.0153
149.9429
15.6144
4
0.0105
0.0136
133.2826
14.7214
5
0.0135
0.0108
105.8421
13.11872
i
r(mm)
h2(mm)
ΔΔPpitot
V(r)
평구
평균V/V0=k
0
0
0.0222
217.5642
18.80859
16.97616
0.902575226
1
0.0015
0.0218
213.6441
18.63837
2
0.0045
0.0216
211.6841
18.55268
3
0.0075
0.0206
201.8839
18.11813
4
0.0105
0.0187
183.2636
17.26237
5
0.0135
0.0149
146.0228
15.40894
i
r(mm)
h3(mm)
ΔPpitot
V(r)
평균V/V0=k
0
0
0.0286
280.2854
21.34827
19.33974
0.905916217
1
0.0015
0.0284
278.3254
21.2735
2
0.0045
0.0282
276.3654
21.19846
3
0.0075
0.0268
262.6451
20.66556
4
0.0105
0.0242
237.1646
19.63755
5
0.0135
0.0193
189.1437
17.53712
i
r(mm)
h3(mm)
ΔΔPpitot
V(r)
평균V/V0=k
0
0
0.0357
349.8668
23.8514
21.65584
0.907948654
1
0.0015
0.0357
349.8668
23.8514
2
0.0045
0.035
343.0067
23.6164
3
0.0075
0.0335
328.3064
23.10479
4
0.0105
0.0304
297.9258
22.00982
5
0.0135
0.0243
238.1446
19.67808
i
r(mm)
h3(mm)
ΔPpitot
V(r)
평균V/V0=k
0
0
0.0437
428.2683
26.38885
23.97325
0.908461626
1
0.0015
0.0437
428.2683
26.38885
2
0.0045
0.0427
418.4681
26.08517
3
0.0075
0.041
401.8078
25.56063
4
0.0105
0.0372
364.5671
24.34732
5
0.0135
0.0299
293.0257
21.82807
k실험값=
0.8965698
k이론값=
0.9686251
오차=
7.4389261
%
*사용한 식
△P =
V(r) => V =
평균V=> V = △r
k실험값=> V = K
=
(2) 오리피스의 보정실험
g =
9.81
m/s2
ρw =
999
kg/m3
ρ air =
1.23
kg/m3
μ air =
0.0000179
N.s/m2
k실험값=
0.8965698
A1=
0.000706858
A2=
0.000422732
0.357656312
D=
0.03
Hz
h(m)
orifice
ΔP
orifice
Q
h(m)
pitot
ΔP
pitot
Vo
(pitot)
평균V
(pitot)
A1*평균V
(pitot)
C=Q/AV
C=AV/Q
Red
30
0.07
686.0133
0.017616
0.010906
106.8779
13.18276
10.98124
0.007762179
2.269481
0.440629
27175.64
35
0.096
940.8182
0.02063
0.012587
123.355
14.16253
11.79739
0.008339077
2.47388
0.404223
29195.38
40
0.124
1215.224
0.023446
0.01434
140.5337
15.11655
12.59209
0.008900818
2.634159
0.379628
31162.05
45
0.158
1548.43
0.026466
0.016043
157.2244
15.98904
13.31887
0.009414552
2.811188
0.355721
32960.65
50
0.194
1901.237
0.029327
0.017751
173.9632
16.81865
14.00993
0.009903034
2.961377
0.337681
34670.85
k실험값=
0.8965698
*사용한 식
Q =
△P =
V(r) => V =
k실험값=> V = K
Re(레이놀드수) =
9. 오차 분석 및 고찰
이번 관내유동실험에서는 보고서를 쓰는데 있어서 많은 시행착오가 있었다. 적절한 공식에 대입하는 부분에서도 생겼으며 실험자체의 공식을 이해하는 부분도 많은 고충이 있었다. 이번 실험의 오차는 실험의 특성상 실험환경과 장치의 문제로 인한 점이 많았다.
우선적으로, 온도와 압력의 대입에 있어서 실험상의 조건과 실제조건의 차이가 있었기 때문에 어느 정도의 오차가 발생했다. 특히나 공기의 밀도, 점성계수, 물의 밀도 값이 교재에 실려있는 이론상의 값으로 계산을 하였기 때문에 오차가 났다.
두 번째로는 실험장치로 발생한 오차를 들 수 있다. 피토관 같은 경우 다른 조의 실험에서의 실수로 휘어져 있어 정확한 r위치를 조정하기에 어려움이 있었다. 실험 오리엔테이션 시간 조심하라는 주의가 있었지만 이미 휘어진 상태라 손쓸 방도가 없었다. 가장 중요한 피토관의 치우침현상으로 오차가 많이 발생한 것 같다.
세 번째로는 육안으로 확인하는 눈금 때문에 작게는 0.01mm단위에서 많게는 1mm단위까지 오차가 발생하는 것을 볼 수 있다. 특히나 경사나노미터는 그 눈금을 읽기가 난해한 점이 있어 좀 더 어려움이 있었다.
오리피스 보정 실험에서 유량계수를 구할 때 교재에서는 C=Q/AV 를 구하라 하였다. 그러나 계산된 값을 보면 1보다 크게 나온다. C=AV/Q을 사용하여 구해보면 0.6~0.7과 근사한 값들이 계산된다. 그래프는 두 가지를 모두 그려보았고, C=AV/Q 그래프가 이론값에 더 근사하였다.
수치상의 오차는 실험이란 것을 감안했을 때 많이 나온 것은 아니지만 더 완벽한 실험을 할 수 있었을 거라는 아쉬움이 남는다.

키워드

관내 유동 실험,   기계공학실험,   유속,   벤츄리계,   유속측정,   실험,   유동 ,   오리피스 유량계