[A+] 기계공학실험 관로마찰실험 레포트 보고서 과제

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목차

1. 실험 목적
2. 기초 이론
3. 실험 장치
4. 실험 방법
5. Data Sheet
6. 고찰

본문내용

록한 액주 높이 및 세팅값들을 이용하여 압력 강하 및 수두 손실을 계산.
7) 계산한 실험값과 이론식에 의한 값을 비교 및 차이 분석.
1) 과정에서 Glove Valve를 잠그고 Gate Valve를 열어주고 나머지 과정을 동일함.
5. Data Sheet (계산 과정 첨부)
사용 밸브
유로 번호
(이론값)
(실험값)
(이론값)
(실험값)
관로길이
오차율
Gate Valve
1->2
2435.5Pa
1664.3
0.2996
0.17
0.9
34.88
Gate Valve
3->4
2185.331
1125.89
0.2228
0.115
0.9
35.65
Gate Valve
5->6
3106.508
2193.04
0.3167
0.224
0.9
19.47
Glove Value
7->8
775.11
274.130
0.0624
0.028
0.175
16.65
Glove Value
9->10
776.5714
861.553
0.0624
0.088
0.175
11.2
Glove Value
11->12
2017.844
1644.78
0.206
0.168
0.9
0.48
Glove Value
13->14
2771.534
1644.78
0.283
0.168
0.9
31.15
Glove Value
15->16
2771.534
1644.78
0.283
0.168
0.9
31.15
①1-2관
Q=11.28L/min=0.000188 -> V1=Q/A=1.2941 or V2=0.8214
g=9.81
=0.0015mm
=998
=0.001002Ns/m
일 때,
Re = = 17528 (by, V1=Q/A=1.2941)
반복법을 통해, 에서 f = 0.02959
반복법이란, 으로 잡고 초기값 x1에 0을 넣고 x2를 구한 다음 x1에 다시금 x2를 넣는 방법으로 진행된다. 이때 수렴되는 수가 f가 된다.
==0.16712m
==0.0939m (K_L=1.1)
=+=0.26102m
==1666.93Pa (=0.17m)
==2,555.48Pa -> 오차율 : = 34.8%
②3-4관
Re = = 17528 (by, V1=Q/A=1.2941)
반복법을 통해, 에서 f = 0.02959
==0.16712m
==0.017m (K_L=0.2)
=+=0.17872m
==1125.89Pa (=0.115m)
==1749.74Pa -> 오차율 : = 35.7%
③5-6관
Re = = 17528 (by, V1=Q/A=1.2941)
반복법을 통해, 에서 f = 0.02959
==0.16712m
==0.111m (K_L=1.3)
=+=0.2782m
==2193.05Pa (=0.224m)
==2723.3Pa -> 오차율 : = 19.5%
④7-8관
Re = = 11127 (by, V2=(Q/A1+Q/A2)/2=0.8214, A1=145.3mm^2,A2=539.1mm^2)
D=0.0136m로 진행
반복법을 통해, 에서 f = 0.03236
==0.01432
==0.0193m (K_L==0.5604)
=+=0.0336m
==274.13Pa (=0.028m)
==775.11Pa -> 오차율 : = 16.7%
⑤9-10관
Re = = 11127 (by, V2=(Q/A1+Q/A2)/2=0.8214, A1=145.3mm^2,A2=539.1mm^2)
D=0.0136m로 진행
반복법을 통해, 에서 f = 0.03236
==0.01432
==0.0193m (K_L==0.5604)
=+=0.0336m
==861.55.Pa (=0.088m)
==775.11Pa -> 오차율 : = 11.2%
⑥11-12관
Re = = 17528 (by, V1=Q/A=1.2941)
반복법을 통해, 에서 f = 0.02956
==0.1672m
==0m (K_L=0)
=+=0.1672m
==1644.78Pa (=0.168m)
==1636.82Pa -> 오차율 : = 0.49%
⑦ 13-14관
Re = = 17528 (by, V1=Q/A=1.2941)
반복법을 통해, 에서 f = 0.02956
==0.1672m
==0.07683m (K_L=0.9)
=+=0.244m
==1644.78Pa (=0.168m)
==2388.99Pa -> 오차율 : = 31.15%
⑧ 15-16관
Re = = 17528 (by, V1=Q/A=1.2941)
반복법을 통해, 에서 f = 0.02956
==0.1672m
==0.07683m (K_L=0.9)
=+=0.244m
==1644.78Pa (=0.168m)
==2388.99Pa -> 오차율 : = 31.15%
6. 고찰 (계산 과정 첨부)
-본 실험은 수조의 관내로 유동이 흐르도록 하여 갑작스런 직경의 변화 및 유로의 형상에 따른 부차적 손실 계수를 고려한 손실 수두를 계산하는 실험이다
-오차원인으로 먼저 유량을 11.28L/min로 설정하였는데 쇠구슬로 유량계를 설정하다보니 쇠구슬의 중간부분을 눈으로 확인하여 정확하지 않았다. 즉, 물의 흔들림, 온도에 따른 밀도 특성치 변화, 눈 대중으로 유량 측정으로 인해 오차가 발생하였을 것이다.
-마노미터 연결 관들에 중간 중간 공기가 차있어 기포가 생성되어 있는 것이 확인 되었는데, 기포가 있는 물은 밀도가 떨어지므로 그에 따른 오차가 발생할 것이다. 특히 구조상 마노미터 연결관이 꺾여 있는 부분이 있었는데 이 부분에서 물이 차지 않고 공기가 차다 보니 높이가 정확히 측정되지 못하였고 그 부분에서 높이는 임의로 가정하여서 가장 높은 오차율을 기록했다.
-또 곡률에 따른 변화를 직경이 13.6mm인 것에 비해 유로 반경이 월등하게 크므로 부차적 손실이 없다고 가정하는 등의 계산 방법을 사용하여서, 오차율이 발생했을 수 있을 것 같다. 또 10에서 15로 이동할 때, 높이 차이가 발생한다. 이는, 에서
==0.1672m
==0.07683m (K_L=0.9)
=+=0.244m 일 때,
V==1.88로 유량과 거의 일치하여 유랑을 그대로 사용했다. 또 난류에서 사용하는 공식은 실험법을 통한 증명을 이루어 냈는데, 이 실험에서 사용되는 계수도 우리와 같은 상황으로 가정되지 않았을 것이므로 오차가 발생했을 것이다. 이런 이론적인 오차가 발생한 것이 쌓여서 오차율이 증가했을 수 있다고 생각한다.

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기계공학실험,   관로마찰실험,   실험레포트