벤츄리메타 실험

소개글

벤츄리메타 실험에 대한 보고서 자료입니다.

목차

벤츄리메타 실험
1. 실험목적

2. 실험목표

3. 실험배경 및 실험방법
(1) 실험배경
(2) 실험방법

4. 실험장치

5. 실험결과

6. 고찰

본문내용

n loss head)라 부르며, 유체가 점 1에서 점 2까지 흐르는 동안에 발생한 유체의 단위 중량당 역학적 에너지의 손실을 나타낸다. 식 (2)의 관계를 그래프로 그리면 그림 2와 같다.
한편 실제 유체의 관로 유동에 베르누이 방정식을 적용하려면 유체 흐름 방향에 수직한 단면에서 속도 분포가 균일하지 않은 점과 관로의 급격한 변화에 따른 유동의 박리현상(separation)등을 고려해야 한다.
유체가 관로를 따라 유동할 경우 동일 단면에서도 위치에 따라 전에너지가 변화하게 된다. 피에조미터수두(piezometric head) 는 관이 심하게 만곡된 경우를 제외하고는 동일단면 내에서는 거의 일정하지만 비균일속도 분포 때문에 운동에너지 가 다르게 된다.
이러한 운동에너지의 변화를 보정해 주기 위해 다음과 같이 운동에너지 보정계수 를 정의한다.
(3)
이때 V는 단면에서의 유체 평균속도, Q는 유체유량, A는 단면적이다. 따라서 관로유동의 경우 식 (2)는 다음과 같이 변형된다.
(4)
식 (4)를 실제유체의 유동에 적용하기 위해서는 각 유체 단면의 속도분포를 측정하여 보정계수 를 구해야 하는 어려움이 따른다. 그러나 값은 보통 1보다 그다지 크지 않으므로, 보통의 공학적 계산에서는 일반적으로 식 (2)와 같은 형의 식인
(5)
를 사용한다.
한편 유체의 관로가 급격히 확대 또는 축소되면 유동의 박리현상이 일어나 유체의 재순환영역(recirculation region)이 존재하게 되어 이 부분에서의 실제 유체 유동면적은 관의 단면적보다 줄어들게 된다. 따라서 유량에 의하여 계산된 유체 속도는 실제유체 속도 보다 작은 값이 되며, 운동에너지도 실제 유체가 가지고 있는 운동에너지보다 작은 값이 나타나게 된다. 이러한 유동의 박리현상이 일어나는 경우에는 식 (5)를 적용할 수 없다.
(2) 실험방법
(1) 입구축에 호스를 연결한 후 입구 밸브와 출구 밸브를 적당히 열어서 유량을 조절한다.
(2) 액주계의 수주 높이가 변동되지 않는 정상 상태에 도달할 때까지 기다린 다음 각 액주계의 수주를 측정한다.
(3) 수조를 출구에 연결하여 물의 양과 소요된 시간을 측정한다. (실험에 사용된 수 조의 지름은 29cm이다.)
(4) 동일한 실험을 유량을 변경하여 가면서 2회 실시한다.
(5) DATA SHEET를 정리하고 에너지선(E.L.)을 그려 관마찰에 의한 손실수두를 구해본다.
4. 실험장치
본 실험에 사용되는 실험 장치는 원형단면의 수축-확대관으로 되어 있다. Fig.3은 본 실험에 사용된 Ventury-meter를 나타낸다. 수축-확대관에서는 압력을 측정하기 위한 액주계 11개가 설치되어 있다. 수축-확대관의 치수는 Fig.4와 같다.
< Fig.3 >
< Fig.4 >
5. 실험결과
1. 측정한 Data들을 table로 만든다.
2. 측정한 Data를 이용하여 에너지 수두를 계산하고 하나의 plot에 거리에 거리에 대한 그래프로 만든다.
DATA SHEET 1
g
DATA SHEET 2
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
6. 고찰

키워드

벤츄리메티,   유체유동,   운동량 방정식,   베르누이 방정식,   충격량-운동량의 원리,   연속방정식,   관로유동 해석,   유량의 측정