기초공학실험 - 디지털 압력계의 압력보정 및 원주표면 압력분포 측정 실험

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기초공학실험 - 디지털 압력계의 압력보정 및 원주표면 압력분포 측정 실험에 대한 보고서 자료입니다.

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본문내용

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4. 계산 값
①레이놀즈수
레이놀즈 수를 구하기 위해서는 풍동내 속도와 절대점성 계수를 구해야한다.
절대 점성 계수는 유체역학 부록A(표A.10)을 참고로 하여 현재온도 24.7℃에서의 절대점성 계수를 보간법을 이용하여 구한다.
② 항력계수
항력 계수는 압력계수를 이용해 구한다.
5. 그래프 비교
①회전각도-압력계수 그래프
그래프를 비교해보면 실험데이터로 구한 그래프는 이론 그래프의 laminar가 띠는 그래프 와 비슷한 것을 볼 수 있다. 이는 실험할 때 원통주변의 유체의 흐름은 대부분이 층류 유동이라 할 수 있다. 압력계수가 일정해지는 부분은 박리가 일어나는 부분으로써 그래프에서 보듯이 이론적으로 90부근에서 일어나야하지만 실험에서는 약 109.5953에서 박리가 일어났다.
② 레이놀즈수-항력 계수 그래프
먼저 그래프를 보면 이론상 레이놀즈수가 10이상이 되면 난류 분리가 일어나지만 실험결과 레이놀즈수는 10 보다 낮은 가 나왔으므로 층류 분리가 일어났다.
이론 그래프와 실험데이터로 구한 실험 값 과의 오차가 발생하였다. 실험에서는 원통형을 이용했기 때문에 실험값은 이론그래프상의 smooth cylinder그래프 상에 존재해야 하지만 실험 결과 smooth sphere, 즉 구형 주위의 압력분포 같이 나왔다. 오차가 줄어들려면 항력계수가 높아지거나 레이놀즈수가 작아져야 한다. 그러나 그래프에서 보면 알 수 있듯이 레이놀즈수의 변화에 따른 그래프의 변화가 크지 않다. 따라서 실험 때 발생한 오차는 항력계수상의 오차로 봐야한다. 항력계수를 구할 때 발생한 오차를 생각해보면 항력계수 구할 때 사용한 압력계수를 구할 때의 오차를 생각해야 한다. 앞에서 구했듯이 압력은 압력관계식이라는 근사식을 이용했기 때문에 오차가 발생하였고 실제 측정할 때 디지털 압력계의 측정값이 일정한 수 가아니라 어느 정도 범위를 두고 측정값이 변화하였는데 측정 할 때는 그러한 변화의 대략적인 값만 적었을 때의 측정 오차가 발생하였다.
(3) 실험소감
지금까지 기초공학 실험을 하면서 많은 실험을 하였지만 유체역학 관련된 실험은 이번 시험이 처음이었다. 기존에 했던 실험과는 달리 유체역학은 이번학기에 배우고 있기 때문에 사전지식이 살짝 부족했지만 다행히 이번실험은 유체역학 시간에 어느 정도 배웠던 내용이고 실험하기에 앞서서 교수님께서 상세하게 설명하였기 때문에 충분히 이해를 하고 레포트를 썼다. 이번 실험은 크게 2가지가 있는데 하나는 압력교정실험과 원통주위 압력측정 실험이었다. 막상 실험 때에는 디지털 압력계의 출력압력 값이 제대로 안 나와서 측정값에 오류가 많이 나올 것이라 생각했는데 압력 교정 실험 때 구한 값과 근사식의 오차가 많이 나지 않아서 놀랐지만 원통주위 압력측정 실험에서는 많은 오차가 발생하였다. 이번실험을 통해서 레이놀즈수 같이 유체역학 시간에 살짝 배우고 지나간 개념들이 물리적으로 무슨 의미를 나타내는지 알 수 있었던 유익한 실험이었다.

키워드

디지털 압력계 ,   압력보정,   원주표면압력분포