벤튜리 미터(Venturi Meter)를 통한 유량측정

소개글

벤튜리 미터(Venturi Meter)를 통한 유량측정에 대한 보고서 자료입니다.

본문내용

브를 점차 열면 관로를 따라 흐르는 장치내 공기를 제거 하면서 흐른다. 이때 제어 및 급수밸브의 전개는 1/3정도가 알맞다.
③ 제어 밸브를 닫으면 분기관 또는 마노미터관의 수주는 상부로 상승되면서 공기는 압축된다. 수주가 마노미터 눈금의 절반(이 정도에서 벤튜리 미터 입구와 목 사이의 최대 압력차가 수주로 240mm)가량 상승 되게끔 공기 정화 밸브를 통하여 자전거 펌프 등으로 공기를 유입 또는 유출 시키면서 조정한다.
④ 공기 정화 밸브가 완전히 닫히게 하고 실험대 급수 밸브와 장치 제어 밸브의 조절로 충분한 흐름이 되도록 한 후 수주들을 잠시 동안 관찰한다.
⑤ 이후 흐름의 비율은 장치의 제어 밸브를 단계적으로 점차 닫으면서 측정한다. 따라서 각 분기관 마노미터의 수주 높이와 유체 실험대의 계량탱크를 이용하여 유량도 함께 측정한다.
⑥ 벤튜리 미터의 각종 치수를 기록한다.
6. 결과 및 계산 (Result & Calculation)
① 벤튜리 미터 실험장치의 치수
▶벤튜리 미터의 치수와 피에조 미터의 압력 측정용 구멍(piezometer tappings)들의 위치는 다음 그림과 같다.
[벤튜리 미터 치수와 피에조 미터관의 위치]
각 피에조 미터의 횡단면의 안지름과 식에 의한 이상적(이론적)인 압력 분포의 계산값을 다음 표에 기록한다.
[이상적인 압력분포 계산값]
② 벤튜리 미터에 의한 수두와 유량 측정
▶벤튜리 미터에 의한 각 피에조 미터의 수두와 유량 측정 결과를 다음 표에 기록한다.
[벤튜리 미터에 의한 수두와 유량 측정]
③ 벤튜리 미터의 유량 계수 계산
▶ 위 표의 다양한 측정값 중 벤튜리 미터 입구와 목부분의 수두 h1, h2에 관하여 정리하면 아래의 표와 같고 식 에 의하여 유량 계수 C를 구한다.
[(h1-h2)와 Q의 측정값 및 유량 계수]
④ 벤튜리 미터에 의한 Q와 의 관계 그래프
[Q와 의 관계]
⑤ 벤튜리 미터에 의한 Q와 C의 관계 그래프
[Q와 C의 관계]
⑥ 벤튜리 미터 내부 위치에 따른 측정치와 이상적인 압력 분포
[벤튜리 미터 내부 위치에 따른 측정치와 이상적인 압력 분포]
◈◈ 금일 벤튜리 미터와 종합유체 실험을 하기 위해 학생들이 오기 전에 간단하게 과의 조교 선생님과 기본적인 유체흐름 장치의 셋팅 작업을 했다. 틈틈이 설명을 들으면서 오늘 하게 되는 실험이 어떤 것인지를 머릿속에 그리면서 학생들이 정시에 도착하기를 기다렸다. 그러나 학생들은 오지 않았다. (중략) 담당교수님께서 간단하게 실험 내용을 설명하셨고 시범까지 보여 주셨다. 그러나 여러 가지 이해가 가지 않는 부분이 많았다. 막상 우리 조 차례에서 여러 가지 실수를 하면서 실험 시간만 길어지게 되었다. 처음으로 의문이 들었던 부분은 A위치의 피에조 미터의 높이와 D위치의 피에조 미터 높이의 차가 최대가 되도록 하는 점이다. 물론 간단하게 생각하면 A위치의 관 내부의 압력이 가장 높고 D위치의 관 내부의 압력이 가장 낮을 것이다. 이것은 유체의 유속이 빠를수록 주위의 압력이 낮아지는 원리와 같다. 따라서 A위치의 관 내부 압력이 제일 높을 것이다. 또한 높은 압력을 내기 위해서는 관의 내경이 커야만 할 것이다. 최초 A위치의 피에조 미터의 높이와 D위치의 피에조 미터의 높이가 최대로 되는 상태에서 실험을 시작하여 조금씩 유체의 흐름의 양을 줄이면서 총 10회의 평균값을 취했다. 횟차를 거듭할 수록 D위치의 피에조 미터의 눈금은 상승했고 이는 유체의 양과 압력과의 관계를 말해준다. 따라서 마지막 10회차에 가서 모든 수두 눈금의 높이가 일정했고 유속의 양이 줄어든 만큼 시간도 많이 경과된 후에 결과값을 얻을 수 있었다. 그리고 데이터의 계산 작업에서는 연속방정식 를 사용했으나 실제 유체흐름에 있어서 유체의 점성과 마찰로 인한 에너지 손실이 있고 각 단면에서 유속이 균일분포를 가지지 않으므로 실제 는 다소 감소된 값을 가질 것이다. 따라서 유량계수 C를 적용해서 식 (C=0.92~0.99)를 만들었고 따라서 측정유량이 더 작은 유량을 갖게 되어 실제 유량과 거의 같아 질 수 있도록 했다.
7. 문헌 (Reference)
(1) 윤용남, 수리학, 청문각 1999
(2) 김가현, 수리학, 청운문화사 2000
(3) 백창식, 수리실험, 구미서관 2002
(4) 모양우, 실험유체역학, 보문당
http://blog.naver.com/sangaph1?Redirect=Log&logNo
=70003052285
http://blog.paran.com/dlguscjs
/18882862

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벤튜리 미터,   피에조 미터,   유체 실험대,   유량,   수두