유량측정 보고서

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유량측정 보고서에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 실험 방법

2. 실험 보고서
(1). 유체의 물성
(2). 유량 측정
(3). 유량 계수 보정
(4) 마찰 손실 계수 측정
(5) 마찰 손실 계수의 보정
(6). 결과 및 고찰
(7). 결론

본문내용

4800
0.625
28
6.66×10-5
6.66×10-5
2
5×10-5
340800
0.975
20
3.33×10-5
305600
0.625
16
3.33×10-5
3.33×10-5
(3). 유량 계수 보정
실측 유량과 각 유량계로 계산한 값과 차이가 날 경우에는 (7)과
(10)식의 Qv와 Qo 대신에 실측 유량 Q를 대입하여 보정된 유량 계수
cv와 co를 구한다. 로타메타의 경우에는 (12)식에 실측 유량 Q를
대입하여 로타메타 유량 계수 cR을 구한다.
측정
횟수
실측 유량
Q
(m3/s)
벤튜리메타
오리피스메타
로타메타
cv
co
cR
1
6.06×10-5
0.018
0.011
0.9
2
5×10-5
0.011
0.013
1.5
(4) 마찰 손실 계수 측정
측정
횟수
급 확대 관
급 축소 관
90elbow
(Kb=0.75)
실측 유량
u1
(m/s)
Ke
He
(m)
u2
(m/s)
Kc
Hc
(m)
u
(m/s)
Hb
(m)
Q
(m3/s)
1
0.11
0.53
3.26×10-4
0.11
0.29
1.79×10-4
0.11
4.63×10-4
6.06×10-5
2
0.094
0.53
2.42×10-4
0.094
0.29
1.30×10-4
0.094
3.38×10-4
5×10-5
(5) 마찰 손실 계수의 보정
계산에서 구한 마찰 손실 He-(13)식, Hc-(17)식, Hb-(21)식이 각각의
마노메타 수두 차 Δh의 측정으로부터 얻어진 마찰 손실 He-(16)식, Hc-(20)식, Hb-(23)식과 차이가 날 경우에는 (16)식의 He 값을 (13)식에, (20)식의 Hc 값을 (17)식에, (23)식의 Hb 값을 (21)식에 넣어 보정된
Ke, Kc, Kb를 구한다.
측정
횟수
급 확대 관
급 축소 관
90엘보우
실측
유량
Δh
(m)
u1
(m/s)
보정된
Ke
Δh
(m)
u2
(m/s)
보정된
Kc
Δh
(m)
u
(m/s)
보정된
Kb
Q
(m3/s)
1
0.005
0.11
8.0
0.003
0.11
4.85
0.005
0.11
8.0
6.06×10-5
2
0.0025
0.094
5.54
0.002
0.094
4.43
0.004
0.094
8.87
5×10-5
(6). 결과 및 고찰
벤튜리메타, 오리피스, 로타메타 유량계의 특성 및 사용방법을 이해하고, 관을 통과하는 유체의 유속 및 유량을 측정하여 유량계수 cv를 구하여 오차를 보정한 뒤 눈으로 확인하기 힘든 실제와 이론상의 차이를 계산을 통해 이해하는 것이 중점이 되는 실험이다. 또한 관의 급격한 축소와, 확대, 90°elbow 부분에서 각각 발생하는 마찰 손실을 구하여 일정한 유속에서 관의 내경, 방향에 따라 마찰에 의한 손실이 얼마나 발생하는지 알아본다.
보정된 유량계수는 실제 유량과 이론의 유량이 비인데, 0 그러나 보정된 유량계수는 0에 가까운 값이 나왔다. 이러한 값의 차이가 나오는 이유는 실제 유량 측정 시 플라스크를 이용해 측정한 점, 또 내경이 크고 긴 호스를 따라 배출되는 물의 양이 일정하지 않은 것을 원인이로 꼽았다.
그 결과 로타메타의 보정된 유량계수는 1이 넘는 값이 나온 것을 볼 수 있다.
또한, 마찰 손실 계수를 측정 시 육안으로 측정하기에는 마노메타 눈금 차이가 너무 극소하였기 때문에 확실하게 측정값을 얻을 수 없었기 때문에, 임의로 소량의 차이를 주고 계산 할 수밖에 없었다.
따라서 이론적인 마찰 손실 계수와 실험에서 측정된 마찰 손실 계수에 극명한 차이가 발생한 이유 중 하나로 예상해 볼 수 있다. 마찬가지로 유량 실험을 할 때 오차 방지를 위해 호스 안의 기포를 모두 빼어낸 뒤 진행하여야 하는데 펌프에 의한 유속이 아닌, 수도꼭지에서 나오는 물의 수압이 많이 약한 탓에 미처 올라가지 못하고 호스에 잔존하게 된 소량의 기포들도 이번 실험에서 오차가 발생하게 된 원인이라고 생각한다.
(7). 결론
일정한 속도로 관을 통과하는 유체가 여러 조건에서 실제로 어떤 유속으로 통과하며, 보정계수를 활용하여 각각의 조건 별 이론상의 값과 실험 데이터의 차이를 알아보았다. 만약 펌프를 이용해 적어도 6 또는 8 L/min 정도의 유속으로 실험을 진행하였다면 육안으로 마노메타 식별이 훨씬 용이할 것이고, 따라서 얻은 데이터를 통한 이론과 실제값 차이도 확인하기 수월했을 것이라고 생각한다.

키워드

#유량측정,   #단위조작실험,   #결과보고서