Bernoulli Theorem Apparatus

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Bernoulli Theorem Apparatus에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 실험 목적

2. 실험 이론

3. 실험 장치

4. 실험 준비물

5. 실험 방법

6. 실험 결과

7. 고찰

본문내용

. 실험준비물
(1)Bernoulli Theorem Apparatus
5. 실험방법
(1) 전원을 끈 상태에서 마노미터의 튜브 내에 있는 증류수의 눈금을
모두 0으로 맞춘다.
(2) 공기 송풍기를 가동시켜 관내에 일정한 유속의 유체흐름을 만든다.
(3) 풍속계의 전압은 빨간 눈금을 넘어가지 않게 작동한다.
(4) 전원을 올리고 유속을 조정하여 압력 손실을 벤츄리미터와 피토관을
이용하여 마노미터로부터 읽는다.
(5) 첫 번째는 피토관을 파이프 가운데에 위치하게 한 후 실험한다.
(6) 유속을 달리하여 위 실험을 반복한다.
(7) 두 번째는 피토관을 파이프 벽면에 위치하게 한 후 실험한다.
(8) 유속을 달리하여 위 실험을 반복한다.
(9) 벤츄리미터의 압력강하를 이용하여 유량을, 피토관을 이용하여
유속을 각각계산한다.
6. 실험결과
1) Venturi Meter
전압(V)
(㎜)
mean(㎜)
50
20
20
21
21
21
20.60
63
30
30
31
30
32
30.60
77
39
40
42
43
41
41.00
91
53
53
50
52
51
51.80
111
69
69
68
67
68
68.20
---------- (a)
D₁= 60㎜
D₂= 30㎜
목의 단면적
= 0.0007 m²
1
= 유체의밀도= 물의밀도 = 1.0
= 20.60㎜ ( at 50v )
= 20.60㎜ H2O
= 0.0019930atm (1atm = 10336㎜ H2O)
= 0.0020189bar (1atm = 1.013bar)
= 201.89(1bar = 100000)
(a)식에 대입하면
=m³/s ( at 50v )
이와 같은 방법으로 계산하면
전압(V)
mean(㎜)
()
50
20.60
201.89
63
30.60
299.90
77
41.00
401.83
91
51.80
507.68
111
68.20
668.41
2) ① Pitot tube(파이프 가운데에 위치)
전압(V)
(㎜)
mean(㎜)
50
4
4
4.5
4
4
4.10
63
6
4
5
6
7
5.60
77
7.5
8
7.5
7.6
7.6
7.64
91
11
11
10
11
10.5
10.70
111
12
12
12
11.5
11.7
11.84
---------------------------------- (b)
= 유체의밀도= 물의밀도 = 1.0
= 4.10㎜ ( at 50v )
= 4.10㎜ H2O
= 0.0003996atm (1atm = 10336㎜ H2O)
= 0.0004018bar (1atm = 1.013bar)
= 40.18(1bar = 100000)
(b)식에 대입하면
m/s ( at 50v )
이와 같은 방법으로 계산하면
전압(V)
mean(㎜)
()
(㎧)
50
4.10
40.18
8.97
63
5.60
54.88
10.48
77
7.64
74.88
12.24
91
10.70
104.87
14.48
111
11.84
116.04
15.23
2) ②-pitot tube(파이프 벽면에 위치)
전압(V)
(㎜)
(㎜)
mean (㎜)
50
4.10
3
3
4
5
4.5
3.90
63
5.60
5
6
5.5
6
5
5.50
77
7.64
7
7
7.5
8
8
7.50
91
10.70
11
11
10
11
10
10.60
111
11.84
12
13
11
12
11
11.80
= 피토관을 파이프의 가운데 위치하여 측정한 값
= 피토관을 파이프의 벽면에 위치하여 측정한 값
7. 고 찰
와 유속은가 커질수록 유속도 커지는 비례관계에 있다. 피토관이 가운데 위치하였을 때 보다 벽면에 위치하였을 때 유속이 감소하는 것을 볼 수 있다. 이는 유체와 파이프간의 전단응력에 의한 속도 감소로 볼 수 있다. 이처럼 피토관의 위치에 따라 유속의 차이가 발생하므로 피토관의 위치를 바로 잡아주는 것이 오차를 줄이는데 중요하게 작용한다.
이러한 이유뿐만 아니라 오차가 발생하는 이유는 여러 가지가 있는데 그것들 중 가장 두드러진 이유는 전압을 제대로 맞추기가 힘들고 사람의 눈으로 관찰하는 데는 한계가 있기 때문에 높이차를 정확히 측정하기도 힘들다. 또한 실험을 할 때 배출구를 자꾸 지나가게 되어 그로인한 배출구의 흐름이 막혀 정확한 데이터를 얻기가 힘들었다. 피토관의 위치를 정중앙으로 잡아주고 실험값을 읽을 때, 보다 정밀하게 측정한다면 더 정확한 데이터를 얻을 수 있다.
이번 실험을 통해 유속에 대한 베르누이 정리에 대해 보다 정확히 알 수 있었고, 벤츄리미터와 피토관의 실험방법을 정확히 알 수 있는 좋은 계기였다.

키워드

Bernoulli,   Theorem,   Apparatus,   유량,   정상상태,   Venturi,   Pitot