[레포트] 유체공학 수력종합장치 실험-수력종합장치

소개글

[레포트] 유체공학 수력종합장치 실험-수력종합장치에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1.이론적 배경
ⅰ) 유량 측정 실험
ⅱ) 원심 펌프 성능실험
2. 실험목표
3. 실험방법
4. 실험결과
5.토의 (실험결과의 다양한 분석)
6. 결론(실험을 통해 얻게 된 결론 기술)
7. 참고문헌

본문내용

물이 위어를 완전히 빠진 다음 위어 저 정점과 수면이 일치된 상태에서 hook gauge를 이용하여 보조탱크의 수위를 측정하는데 이때 수위가 0점 수두가 된다.
③. 대저울, 초시계, 유량 측정용 탱크, 온도계를 준비한다.
④. 펌프를 작동시켜 연속 운전 시킨다.
⑤. 송출 밸브를 조정하여 위어를 물이 약간 넘치게 한 다음 수위가 안정되면 보조탱크의 hook gauge를 읽는 동시에 측정 탱크에 물을 받으며 정확한 시간을 측정한다.
⑥. 위의 측정이 끝나면 송출 밸브를 조금 더 열어 수위를 증가 시킨 다음 수위가 안정되면 같은 측정을 위어정점 근방까지 반복해 간다.
⑦. 반대로 유량을 감소시켜 가면서 측정을 반복하여 물이 위어 판에 부착하지 않을 때까지 계속한다.
⑧. 측정이 끝나면 송출밸브를 닫은 다음 펌프를 정지키고 수로의 물을 빼낸다.
※ 주의사항
수두 측정은 수위가 충분히 안정된 후에 실시해야 측정의 신빙성이 있다.
Hook gauge로 수두를 측정할 때는 수면에 정확히 맞추어야 한다.
ⅱ) 수력 종합 실험장치 원심펌프
①. 펌프를 일시 운전하여 수로에 물을 채운 다음 운전을 정지한다.
②. 송출 밸브를 전개한 후에 펌프가 정상운전 될 때까지 시동한다.
③. 체절상태에서 토출, 흡입압력, 전류, 전압, 역율, 회전수를 측정한다.
④. 송출 밸브를 서서히 열어 위어에 물이 넘치게 하고 수위가 고정되면 hook gauge를 이용하여 수위를 읽고 이때의 토출압력, 흡입압력, 전류, 전압, 역률, 회전수를 측정한다.
⑤. 위의 측정이 끝나면 송출 밸브를 조금씩 더 열면서 수위를 증가시키고 흐름이 정상이 되면 ④와 같이 측정을 반복한다.
⑥. 반대로 유량을 감소시켜 위와 같은 측정을 한다.
⑦. 측정이 끝나면 송출 밸브를 닫고 펌프운전을 정지시킨 다음 수로의 물을 빼낸다.
< 수력종합 실험장치 그림 >
4. 실험결과
ⅰ) 삼각 위어에 의한 유량 측정 실험 표
ⅱ) 수력 종합 실험장치 원심펌프 표
양정, 유량 그래프
측정유량, 이론유량 그래프
축마력, 수마력, 효율 그래프
5.토의 (실험결과의 다양한 분석)
ⅰ) 그래프를 분석해보자.
①. 그래프에 대한 분석
양정(H)/유량 그래프에서 유량이 증가할수록 양정이 왜 감소하는지에 대해서 토의를 해보았고, 원심펌프에서 임펠러는 일정 rpm에서 전달할 수 있는 에너지의 양이 일정한데 유량이 증가하면 펌프가 에너지를 전부 전하지 못하여서 양정이 감소한다고 생각해보았다.
측정유량, 이론유량/유량 그래프에서 측정유량과 이론유량이 차이나는 이유는 바퀴수가 적을 때는 유량측정시간을 60초로 길게 하였지만, 유량측정탱크의 크기가 한정되어있기 때문에 바퀴수가 증가할수록 측정시간을 줄였다. 이 측정시간이 적을 때의 오차가 측정시간이 길 때보다 오차 값이 커지게 되어서 측정유량과 이론유량 그래프에서 차이가 많이 나게 된 것 같다. 오차 값을 적게 하려면 실험에서 시간측정을 정확하게 하거나 측정탱크의 크기를 크게 해서 측정시간을 길게 하면 오차가 적어질 것 같다.
ⅱ) 실험에서 오차가 발생한 원인에는 무엇이 있을까?
①. Hook gauge 수두 측정 오차
- Hook gauge로 수두를 측정할 때는 수면에 정확히 맞추어야 하는데, 아무래도 기계가 아닌 사람이 측정하기 때문에 오차가 발생하였다. Hook gauge로 수두를 측정할 때 바늘이 수면과 정확히 일치가 되어야 하는데 정확히 맞추기 어려웠고, 읽는 눈금의 축척이 커서 조그만 차이에도 측정값 차이가 커진다. 따라서 Hook gauge의 수두 측정에서 오차가 발생하였다고 생각하였다. 또 측정수위를 정확하게 맞추지 못하였다. 수위가 안정화 되었다고 생각하고 Hook gauge로 수위를 측정하였지만 후에 수위가 움직여서 측정값을 다시 측정하였다. 즉 수위가 안정화 되었다는 정확한 기준점이 없어서 측정하기 어려웠다.
③. 기계의 문제에 의한 오차
< 기계의 결함 사진 >
유량 측정을 할 때 삼각위어에서 나온 물을 측정 탱크에 받으며 일정한 시간동안을 측정한다. 이때 삼각위어와의 틈이 있어서 이 틈으로 물이 새는 것을 발견하였다.
(1번 사진) 또 일정시간동안 유량을 측정하는데 유량이 적을 때는 시간을 많이 하 여 측정하였고, 유량이 많을 때는 측정탱크의 크기를 고려하여 시간을 적게 하여 측정하였는데 이것으로 하여 시간측정을 잘못하였을 때 유량이 적을 때보다 많을 때에서 오차가 더 많이 발생할 수 있다.
측정 탱크의 무게를 잴 때 무게 추로 무게를 재었는데(2번 그림) 디지털 기계로 재는게 아니라 사람이 눈대중으로 재기 때문에 오차가 발생할 수 있다.
Water way에서 main tank로 물이 새는 것을 발견할 수 있었다.(3번 그림)
6. 결론(실험을 통해 얻게 된 결론 기술)
실험하여 데이터 값을 계산하였을 때 오차가 발생하였는데 다른 오차의 원인보다 수위가 충분히 안정된 후에 수두를 측정하지 못한 것과 hook gauge를 수면에 정확하게 맞추지 못한 것이 가장 큰 오차의 원인이라고 생각한다. 따라서 이 실험에서는 물의 수두를 측정할 때 수위가 충분히 안정된 후에 실시하여야 정확한 수두를 측정할 수 있다는 사실을 알 수 있었다.
실험을 통해 위어에 의해 유량을 측정하였고, 위어와 수두와의 관계를 알 수 있었고, 유량계수도 구할 수 있었다. 원심펌프에 대하여 각 유량에서의 양정, 수 동력, 축 동력, 효율을 구할 수 있었고, 성능곡선을 그려서 어느 점에서 원심펌프의 효율이 가장 크게나오는 지도 알 수 있었다.
원심펌프에서 임펠러의 회전에 의해 유체에 주어지는 동력을 수 동력이라 하고, 전동기를 통해 원심펌프에 동력을 발생시키는 것을 축 동력이라 한다. 쉽게 표현해 보자면 수 동력은 ‘나온 것‘/이론값이고 축 동력은 ’들어간 것’/실제 값으로 표현 할 수 있다. 그리고 효율은 인데, 펌프의 최대 효율을 찾을 수 있었다. 그리고 비교 회전도는 임펠러의 형상을 나타내는 척도로, 최적합 회전수 결정에 이용하며 펌프의 최고 효율에서 비교 회전도 값이 높게나온다는 것을 알 수 있었다.
7. 참고문헌
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Fluid Engineering 실험에 의한 유체공학

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