유량측정-열유체공학실험

소개글

유량측정-열유체공학실험에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 목적 및 개요
2. 이론

2.1 로터미터 (rotameter)
2.2 위어 (weir)
2.3 Bernoulli형 유량계
2.3.1 오리피스(thin-plate orifice)
2.3.2 노즐 (flow-nozzle)
2.3.3 벤투리 미터 (venturi meter)
3. 실험

3.1 실험장치
3.2 실험방법
4. 실험 데이터
5. 결 과
6. 고 찰

본문내용

1
50~60
54.1
4.36
유량 구하기
구 분
내 용
단위환산
계산식
,
- 다른 유량 값에서도 같은 계산식 사용
유동노즐 실험
실험명 : 유량계보정 [유동노즐]
실험장치 : 관로마찰실험장치
실험자 : 신동진
실험일자 : 2011. 03. 18
실험실 온도 : ℃
물의 온도 : ℃
Weir의 기준높이 : 1087 mm
오리피스 규격 : D1 28.4, D2 12
실험
번호
입 력 유 량
출 력 유 량
조 정
오차
설정
측정
[측정]
실 험 값
출구 밸브개도
로터
미터
전자식
유량계
[Ⅰ]
전자식
유량계
[Ⅱ]
유 동 노 즐
액주계[측정]
유 량
유량
계수
기호
QR
QE1
QE2
H1
H2
△H
[H1-H2]
QN
CdN
설정
범위
설정값
단위
L/min
L/min
L/min
H2O
[mm]
H2O
[mm]
H2O
[mm]
L/min
-
[%]
[%]
%
0
0
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
1
70
-
18.8
1053
770
283
16.05
0.9786
30~37
33.7
3.75
2
70
-
28.00
995
400
595
23.31
0.9803
38~45
42
5.91
3
70
-
33.99
944
80
864
28.11
0.9809
45~50
47.3
7.14
유량계수 , 유량 구하기
구 분
내 용
단위환산
계
산
식
여기서 는 물의 동점성계수이다.(물의 점성계수표 참조)
- 다른 유량 값에서도 같은 계산식 사용
오리피스 실험
실험명 : 유량계보정 [오리피스]
실험장치 : 관로마찰실험장치
실험자 : 신동진
실험일자 : 2011. 03. 18
실험실 온도 : ℃
물의 온도 : ℃
Weir의 기준높이 : 1087 mm
오리피스 규격 : D1 22.2, D2 10
실험
번호
입 력 유 량
출 력 유 량
조 정
오차
설정
측정
[측정]
실 험 값
출구 밸브개도
로터
미터
전자식
유량계
[Ⅰ]
전자식
유량계
[Ⅱ]
오 리 피 스
액주계[측정]
유 량
유량
계수
기호
QR
QE1
QE2
H1
H2
△H
[H1-H2]
QO
CdO
설정
범위
설정값
단위
L/min
L/min
L/min
H2O
[mm]
H2O
[mm]
H2O
[mm]
L/min
-
[%]
[%]
%
0
0
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
1
70
-
10.26
1084
890
194
5.74
0.6057
30~40
35.5
42.96
2
70
-
14.32
1067
640
427
8.50
0.6046
40~50
45.2
40.81
3
70
-
18.49
1043
280
763
11.35
0.6040
50~60
54.3
37.23
유량계수 , 유량 구하기
구 분
내 용
유량단위환산
계산식
- 다른 유량 값에서도 같은 계산식 사용
5. 결 과
1) 설정된 각 유량에서 위어, 오리피스, 유동노즐 및 벤투리미터의 유량을 산출하라.
- 위의 결과 참조
2) 위어 유량계를 사용할 경우 로터미터 유량이 위어를 지나는 실제 유량이다. 이 값과 위어에서 측정된 유량과의 차이를 비교하고 오차의 원인을 설명하라.
결과 : 위어에서 측정된 유량이 실제 유량보다 적게 나옴
액주의 높이를 읽어 기준높이와의 차이로 유량값1을 계산
자로 직접 △H값을 구해 유량값2도 계산
자로 측정해서 나온 값이 실제유량과 조금 더 유사함
오차의 원인 : 기계조작의 미숙(내부에 공기방울 생김)
액주 높이 값 측정시 오차
기계의 진동
3) 오리피스 유량계를 사용할 경우 로터미터 유량에서 위어 유량을 뺀 유량이 오리피스를 지나는 실제 유량이다. 이 값과 오리피스에서 측정된 유량과의 차이를 비교하고 오차의 원인을 설명하라.
결과 : 실제유량보다 적게 나옴(오차율 가장 큼)
액주높이 2개를 읽고 그 차이로 유량값 계산
오차의 원인 :액주높이 읽는 과정에서 두 명이 동시 읽어도 부정확(액주 높이가 일정하지 못함)
관내 마찰과 수두손실, 진동, 엣지의 마모 정도
4) 유동노즐 유량계를 사용할 경우 로터미터 유량에서 위어 유량을 뺀 유량이 유동노즐을 지나는 실제 유량이다. 이 값과 유동노즐에서 측정된 유량과의 차이를 비교하고 오차의 원인을 설명하라.
결과 : 이론값(실제유량)과 유사하게 나옴
액주높이 2개를 읽고 그 차이로 유량값 계산
오차의 원인 : 액주높이 읽는 과정에서 두 명이 동시 읽어도 부정확(액주 높이가 일정하지 못함)
관내 마찰과 수두손실
5) 벤투리미터 유량계를 사용할 경우 로터미터 유량에서 위어 유량을 뺀 유량
이 벤투리미터를 지나는 실제 유량이다. 이 값과 벤투리미터에서 측정된 유
량과의 차이를 비교하고 오차의 원인을 설명하라.
결과 : 이론값(실제유량)과 유사하게 나옴
액주높이 2개를 읽고 그 차이로 유량값 계산
오차의 원인 : 액주높이 읽는 과정에서 두 명이 동시 읽어도 부정확(액주 높이가 일정하지 못함)
관내 마찰과 수두손실, 공기방울 존재
6) Bernoulli형 유량계인 오리피스에 대하여 다음을 논하라.
(a) 유량과 압력차와의 관계식을 구하라.
(a) 유량과 압력차와의 관계식을 구하라.
연속 방정식
평균유속
이론적인 유량 ()
오리피스에서의 유량
여기서
(b) 일반적으로 유량 계수는 레이놀즈 수의 함수이다. 유량 계수와 레이놀즈
수의 관계를 설명하라.
유량계수는 손실들의 실험적으로 얻어지는 보정계수를 말하는데 와 의 함수로 여러 형태의 장애물식 유량계에 대해 선도와 상관식이 존재한다. 다음은 오리피스의 실험적으로 결정된 유량계수이다.(Miller, 1997)
0.25<<0.75 이고 인 범위에서 유효하다. 그러나 유량계수의 값은 장애물의 설계에 따라 다소 달라지기 때문에 가능하면 제작사의 데이터를 참조해야 한다. Re수가 30,000이상이 되면 오리피스 유량계수는 0.61로 일정한 값이 된다. 오리피스 유량계에서는 급격한 유동면적 변화에 의해 선회유동이 발생하며, 따라서 수두손실 또는 압력손실이 크게 나타난다.
6. 고 찰
알게 된 사실
위어유량 측정 시 액주높이를 읽는 것과 차로 수면의 높이를 측정하는 것을 같이 했는데 자로 잰 것보다 액주높이 차가 작게 나옴. 따라서 위어유량계는 수두손실이 있음
오리피스 관에서의 압력손실(수두손실)이 크기 때문에 오차도 가장 크게 발생

키워드

열유체공학실험,   공학,   실험,   기계과,   기계,   역학 ,   응용