관로수두손실측정

목차

1. 실험 목적

2. 기본 이론
1) 직관
2) 곡관
3) 유로부품

3. 실험 방법

5. 결과 및 고찰
1) 직관
2) 곡관

본문내용

에 물이 흐르게 한다. 이 때 가변유량 밸런싱밸브(VWV1)는 전개(열림도 40)상태이다.
③ 정상유동이 되었을 때 유량계 1과 그 교정표에 의하여 유량 Q를 측정한다.
④ Tap 11～Tap 18 범위의 8개 위치에서의 압력을 디지털 압력계로 측정하여 Table 2-7과 Table 2-8에 기입한다.
⑤ V2를 약간 씩 조절하면서 과정 ③ 과 ④를 3번 되풀이한다.
⑥ V2, V5와 V13만을 열고 적정유량을 통과시킨 후 유량을 측정하고 Tap 3과 Tap 4의 압력을 측정하여 Table 2-9에 기입한다.
⑦ V3, V6와 V13만을 열고 적정유량을 통과시킨 후 유량을 측정하고 Tap 7과 Tap 8의 압력을 측정하여 Table 2-9에 기입한다.
※유로속도는 유량계 1-6과 교정표로부터 환산한다.
5. 결과 및 고찰
1) 직관
마찰계수 f, 마찰저항 R, 압력손실 ΔP에서 측정치와 이론치의 차이점을 기술하고 그 이유를 고찰하여라.
- 측정치와 이론값을 비교한 결과 직관마찰계수 f, 마찰저항 R, 압력손실 ΔP 모든 값에서 측정치 값이 이론치보다 작게 나왔고, 그 오차 또한 40%가 넘었다. 오차의 주요 요인으로서는 압력을 재는 데에서 발생했다고 할 수 있다. 압력을 재는 데에서 우리는 계측기를 사용하였는데 그 기기가 너무 민감하고 각 포인트에서 압력을 잴 때마다 영점조절을 다시 해주어야 했다. 그리고 어떤 포인트는 제대로 고정되지 않아서 물이 흘렀는데, 물이 밖으로 새어나오는 만큼 제대로 측정할 수가 없었다. 그리고 그런 오차가 있는 압력을 가지고 값을 계산하였으므로 f, R 값의 오차가 점점 더 커졌으리라 생각된다.
2) 곡관
측정값과 이론값의 차이점을 기술하고 그 이유를 논하여라.
- 일단 측정값에서 구할 수 알 수 있는 것은 속도에 따라 달라지고 있는데 이 것은 관 내부의 조도가 일정치 않아서 일것이다. 내부 조도가 일정치 않게 나온 것은 시간이 지남에 따라 동관 내부가 산화가 됨으로서 표면이 거칠어 졌을 것이라 생각된다. 그리고 곡관 안쪽과 곡관 바깥쪽의 속도는 안쪽이 더 빠르다. 이 것은 곡관 안쪽의 압력이 바깥쪽보다 낮은 것을 가지고 베르누이 방정식에 대입해 보면 쉽게 알 수있다.
여기서 실험치와 이론치는 수두손실에서 차이가 났다. 우리가 곡관을 직관으로 변환해서 계산한 결과 압력차에 의한 수두손실은 0.43정도 나왔는데 손실계수를 고려한 부차손실로 계산했을 경우 약 0.512로 예상했던 결과치보다 많이 나왔다. 이 것은 앞에서 언급했던 조도에 따른 마찰손실외에 곡관에서 유체의 방향이 바뀌게 되면서 부차손실이 발생하였다는 것을 말해주고 있다.
3) ΔP16-15를 근거로 하여 곡관 후 완전발달 유동으로의 복귀 정도를 파악하라.
곡관 후에 완전발달 유동으로 복귀가 되었다면, 관의 위치에 따른 압력차가 없어야 한다. 실험결과를 보면 0.002, 0.014로 아주 작은 것을 알 수 있다. 그러므로 곡관을 빠져나왔을 때의 P16-15가 차이가 거의 없고, 압력의 차이가 0이므로 완전발달 유동으로 복귀했다고 말할 수 있다

키워드

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