원심펌프 실험

목차

1.목적

2.이론

3.실험장치

4.실험방법

5.실험결과

6.고찰

본문내용

로 자흡작용이 없으므로 펌프의 흡입관이 물로 충만되어 있 지 않으면 펌프작용이 이루이지지 않는다. 따라서 펌프를 가동시키기 전에 펌프 케이싱 내에 물을 가득 채우는 작업을 한다.
2. 위의 작업이 끝난 후 콕크를 잠그고, 토출밸브가 완전히 잠긴 것을 확인하고서 전원스위치를 ON위치로 놓고 회전수 증감 다이얼을 돌려 서서히 회전수를 높여 간다.
3. 회전수가 500 ~ 700rpm에 이르면 토출밸브를 서서히 돌려서 약간 열어 놓는 다. 그리고 다시 회전수 증감 다이얼을 서서히 돌려서 최종적으로 원하는 회전수 에 이르게 한다.
4. 원하는 회전수에 이르면 토출밸브를 완전히 닫는다.
5. 이때부터 수온, 진공계, 압력계, 흡입측과 토출측의 마노메타, 벤츄리메타의 마 노메타시차, 토출유량, 마찰력(저울힘)의 수치들을 정확히 읽고서 기록한다.
6. 측정과 기록이 끝나면 토출밸브를 한 바퀴정도를 더 돌려서 관내에 흐르는 물의 양을 증가시킨다. 이 때 바로 측정값을 읽지 말고 관내에 흐르는 물이 정상상태 에 이를 때까지 기다린 후 측정값을 읽는다.
7. 측정이 끝나면 (6)의 과정처럼 토출밸브를 점점 더 열어가면서 (6)의 과정을 반 복한다.
8. 토출밸브가 완전히 열릴 때까지의 측정이 끝나면 다시 토출밸브를 서서히 잠그 면서 역순으로 측정해간다.
9. 토출밸브가 완전히 잠기면 회전수 증감다이얼을 서서히 돌려 회전수를 감소시켜 완전히 0에 이르게 한다.
10. 회전수가 0이 되면 전원스위치를 OFF 위치에 놓는다.
5. 실험 데이터 및 실험값 정리
기초자료
흡입관내경(m)
0.04
통바닥면적(m^2)
0.21756
토출관내경(m)
0.032
암길이(m)
0.2
유량재는시간(sec)
20
전동기회전속도
(RPM)
높이(m)
0.19
수동력
39.92614712
1008
FORCE(N)
4
펌프동력
84.44601053
입구(CmHg)
14.5
19331.4
kpa
효율
47.28008685
출구(Kgf/Cm^2)
0.14
13.7298
kpa
유량(m^3/s)
0.00206682
전동기회전속도
(RPM)
높이(m)
0.21
수동력
51.73601712
1107
FORCE(N)
5
펌프동력
115.9247689
입구(CmHg)
17
22664.4
kpa
효율
44.62895859
출구
(Kgf/Cm^2)
0.17
16.6719
kpa
유량(m^3/s)
0.00228438
전동기회전속도
(RPM)
높이(m)
0.235
수동력
62.99718754
1200
FORCE(N)
6
펌프동력
150.7964474
입구(CmHg)
18.5
24664.2
kpa
효율
41.77630749
출구
(Kgf/Cm^2)
0.21
20.5947
kpa
0.00255633
유량(m^3/s)
전동기회전속도
(RPM)
높이(m)
0.258
수동력
74.76434698
1308
FORCE(N)
7.5
펌프동력
205.4601595
입구(CmHg)
20
26664
kpa
효율
36.38873208
출구
(Kgf/Cm^2)
0.25
24.5175
kpa
유량(m^3/s)
0.00280652
전동기회전속도(RPM)
높이(m)
0.28
수동력
81.1246661
1407
FORCE(N)
9.4
펌프동력
277.0005075
입구(CmHg)
20
26664
kpa
효율
29.28682942
출구(Kgf/Cm^2)
0.3
29.421
kpa
유량(m^3/s)
0.00304584
전동기회전속도(RPM)
높이(m)
0.3
수동력
95.60481279
1508
FORCE(N)
11.2
펌프동력
353.7349552
입구(CmHg)
22
29330.4
Kpa
효율
27.02724494
출구(Kgf/Cm^2)
0.35
34.3245
Kpa
유량(m^3/s)
0.0032634
전동기회전속도(RPM)
높이(m)
0.33
수동력
117.1122952
1606
FORCE(N)
13.2
펌프동력
443.9950065
입구(CmHg)
24.5
32663.4
Kpa
효율
26.37693971
출구(Kgf/Cm^2)
0.4
39.228
Kpa
유량(m^3/s)
0.00358974
전동기회전속도(RPM)
높이(m)
0.34
수동력
132.9701841
1706
FORCE(N)
15.6
펌프동력
557.393935
입구(CmHg)
27
35996.4
Kpa
효율
23.85569267
출구(Kgf/Cm^2)
0.45
44.1315
Kpa
유량(m^3/s)
0.00369852
-고찰-
이번 실험은 원심펌프에 각각의 회전수를 달리하여 운전할 때 펌프에 흐르는 유량의 변화 효율을 구하여 성능 특성을 파악 하는게 목적이다.
유량을 변화시키기 위해 펌프의 회전속도를 3단계에 걸쳐 rpm을 높였다. 유량은 부피/시간으로 회전속도가 높아짐에 따라 유량이 커지는 것을 알 수 있었다.
이번 실험의 목적인 효율을 구하기 위해서는 축동력과 수동력을 구해야 했다. 축동력이란 펌프를 구동시키기 위한 동력을 말하며, 수동력은 펌프가 물에 가한 동력을 말한다. 즉 펌프의 일량을 말한것이다. 효율은 축동력 과 수동력의 비로써 나타나며 회전속도가 높아 질수록 두 개의 값이 커지는데 유량이 많아 질수록 두 개의 값의 비인 효율이 작아지는 것을 그래프를 통해 알 수 있었다.하지만 이론적으로만 알고 있었던 어느 순간에 유량이 증가함에도 수동력이 감소하는 현상을 볼수는 없었다.
위와 같은 현상을 볼 수 없었던 점은 최대 회전수 이상으로 올릴 수 없었기 때문이다.
이번 실험의 오차를 생각해 보면 관측자의 부정확한 측정과 특성값의 계산시 펌프손실은 무시하고 계산한것, 실험자의 실험방법에 의한 에너지 손실과 압력차에 따른 에너지 손실을 고려하지 않았다는 점이다. 이같은 오차를 확인하고 실험을 통하여 얻게된 것은 수동력에 비해 축동력이 더욱 커져서 그만큼 효율이 떨어지는것을 알 수있었고, 유체가 흐르는 관의 크기, 펌프의 종류 등에 따라 효율이 최고점에 이르는 점이 다를 것이라는 생각이 들었다.
펌프의 성능에 대하여 특성들의 관계에 대하여 알수 있었고, 유체의 특성인 점성 그로인한 마찰력 등에 의해 일정한 관에서는 유량이 커질 수록 효율이 작아진다는 것을 알 수 있는 좋은 실험시간이 되었다.

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