유체역학 실험 보고서 - 유체관로의 손실실험

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유체역학 실험 보고서 - 유체관로의 손실실험에 대한 보고서 자료입니다.

본문내용

Fig. 10 Lock the ⓓ, ⓔ, ⓕvalve and open ⓖvalve
다) 밸브 ⓐ와 로터미터를 이용하여 유량을 조절한다.
Fig. 11 Check Rotameter
라) 급격 축소 관(10∼11), 급격 확대 관(11∼12)의 수두차를 다관 마노미터로부터 읽는다.
Fig. 12 Read the height
마) 유량을 변화시키면서 여러 번 실험을 반복한다.
2) 관 부속품
가) 유체관로의 주손실 실험의 실험방법 가)∼다)과 동일하게 한다.
나) Tee관의 경우 밸브 ⓓ, ⓔ, ⓕ, ⓖ를 완전히 개방한다.
Fig. 13 Open the valve ⓓ, ⓔ, ⓕ, ⓖ
다) 밸브 ⓐ와 로터미터를 이용하여 유량을 조절한다.
Fig. 14 Control Flux
라) 위치 1, 2, 13에서의 수두를 다관 마노미터로부터 읽는다.
Fig. 15 Read the height
마) Elbow일 때에는 밸브를 ⓕ, ⓖ만 열고, 다른 밸브는 잠근다.
Fig. 16 Open the ⓕ, ⓖvalve
바) 이때 지점 8, 9 의 수두차를 읽는다.
Fig. 17 Read the height
4. 실험 결과 및 토의
가. 주손실 실험
모든 실험자료는 실험과정별로 평균치를 구하여 다음과 같은 결과선도를 작성하여 1)수두손실과 유량 2)마찰계수와 레이놀즈수와의 관계를 검토한다.
◎1(6~7)
Table. 2 The effect of main loss experiments(6~7)
Q(/h)
Q(/s)
V(m/s)
△h(m)
f
Re
1
d=36.5mm
l=830mm
1
2.78E-04
0.27
0.5
6.10881
9694.713
1.5
4.17E-04
0.40
1
5.430053
14542.07
2
5.56E-04
0.53
1
3.054405
19389.43
2.5
6.94E-04
0.66
1
1.954819
24236.78
V의 계산은
f의 계산은
Re수의 계산은
Fig. 18 유량에 따른 수두손실
Fig. 19 마찰계수와 레이놀즈수의 그래프
◎ 2(17～18)
Table. 3 The effect of main loss experiments(6~7)
Q(/h)
Q(/s)
V(m/s)
△h(m)
f
Re
2
d=28.0mm
l=1190mm
1
2.78E-04
0.45
1.5
3.395743
12637.75
1.5
4.17E-04
0.68
2.5
2.515365
18956.63
2
5.56E-04
0.90
3.5
1.98085
25275.5
2.5
6.94E-04
1.13
6
2.173276
31594.38
Fig. 20 유량에 따른 수두손실
Fig. 21 마찰계수와 레이놀즈수의 그래프
◎ 3(22~23)
Table. 4 The effect of main loss experiments(6~7)
Q(/h)
Q(/s)
V(m/s)
△h(m)
f
Re
3
d=20.8mm
l=1190mm
1
2.78E-04
0.82
5
2.56059
17012.36
1.5
4.17E-04
1.23
7.5
1.70706
25518.54
2
5.56E-04
1.64
13
1.664384
34024.72
2.5
6.94E-04
2.04
21
1.720717
42530.89
Fig. 22 유량에 따른 수두손실
Fig. 23 마찰계수와 레이놀즈수의 그래프
관에서 유량에 따른 변화량을 살펴보면 유량이 증가할수록 속도와 수두손실, 레이놀즈수는 같이 증가하는 것을 알 수 있다. 그러나 마찰계수는 그와 반대로 감소를 하였다. 위의 그래프를 살펴보면 유량과 수두손실은 비례관계를 나타내지만 마찰계수와 레이놀즈수는 반비례관계를 나타내는 것을 볼 수 있다.
나. 부손실 실험
◎ 급격 축소, 급격확대
Table. 5 The effect of partial loss experiments (enlarging pipe and reducing pipe)
급격축소
Q(/h)
Q(/s)
h(mm)
K
K th
36.5mm
→
16mm
0.35
9.72E-05
8.5
0.714
0.7
0.55
1.53E-04
27.9
0.718
0.7
0.75
2.08E-04
39.5
0.722
0.7
1
2.78E-04
52.5
0.538
0.7
급격확대
Q(/h)
Q(/s)
h(mm)
K
K th
16mm
→
36.5mm
0.35
9.72E-05
2.8
0.235
0.4
0.55
1.53E-04
6.2
0.210
0.4
0.75
2.08E-04
8.5
0.156
0.4
1
2.78E-04
10.5
0.108
0.4
Fig. 23 급격 축소관 에서의 유량과 수두손실의 그래프
Fig. 24 급격 확대관 에서의 유량과 수두손실의 그래프
◎ 부손실에서의 관부속품 T자, 엘보
Table. 6 The effect of partial loss experiments (Tee and elebow)
구분
Q(/h)
Q(/s)
h12(mm)
K
K th
Tee
0.5
1.39E-04
0.5
0.554
1.0
1.0
2.78E-04
0.5
0.139
1.0
1.5
4.17E-04
1
0.123
1.0
2.0
5.56E-04
0.5
0.0348
1.0
Q(/h)
Q(/s)
h23(mm)
K
K th
elbow
0.5
1.39E-04
0
0
0.9
1.0
2.78E-04
0
0
0.9
1.5
4.17E-04
0
0
0.9
2.0
5.56E-04
0
0
0.9
Fig. 24 급격 확대관 에서의 유량과 수두손실의 그래프
급격 축소관과 확대관에서는 유량이 증가함에 따라 수두손실이 증가하는 것을 알수 있었는데 Tee관은 불규칙적인 수두손실을 측정하였고 elbow는 실험결과가 수두손실이 전혀 없게 측정되어 실험을 잘못하였다는 결론을 내릴수 있었다.
5. 참고문헌
1. Yoo sang-shin, Seo sang-ho, Bae shin-cheol, Fox and McDonald. 2000. Introduction to Fluid Mechanics 5th ed. SciTech Media.
2. Kim young-hyo, Park sung-hwan, Park jong-il, Song moon-suk. 2003. Hydrodynamics. Gungiwon.

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유체,   실험,   관로,   손실