속도,압력 실험보고서

목차

개요, 측정원리 및 실험장치, 측정결과, 분석 및 토의, 결론,

본문내용

를 구할 수 있는 Pitot-tube에 대해서 알아보았다. Pitot-tube는 베르누이 방정식에 기초하여 압력과 속도를 구할 수 있음을 알 수 있었다. 베르누이 방정식에 대해 다시 한 번 정리해 보면 “” 이 된다. Pitot-tube에서는 전압과 정압을 측정하여 두 압력의 차는 동압이 된다는 베르누이 방정식을 이용하여 유체의 속도를 구해 낼 수 있었다.
베르누이 방정식을 변환한 식 “ ” 에 의하여 속도가 구해진다.
Ⅳ. 분석 및 토의
압력과 속도를 측정하는 장치는 각각 따로 있지만 압력을 측정하거나 압력의 차를 이용하여 속도를 구할 수 있는 장치들도 있었다. 오리피스, Venturi-tube, Pitot-tube를 압력과 속도의 관계를 이용하여 유체의 속도를 구할 수 있는 측정기들이다. 앞에서 조사한 압력계와 유속측정기들은 필요에 따라 사용을 하게 되므로 가장 적절한 것을 사용하는 것이 좋을 것 같다.
위에서 조사한 압력계에 대한 간략한 정리이다. 이를 이용해서 측정범위와 정확도 및 특징을 고려하여 압력계를 선택할 수 있을 것이다.
측정 방식
측정 범위
정확도
특징
액주식
U자관형
5~2000 mmH2O
± 0.1 mm
- 1차 표준기로 사용된다.
- 간단, 정확하다.
단관형
300~2000 mmH2O
경사관형
10~300 mmH2O
± 0.01 mm
탄성식
부르돈관
0.1~5000 kg/cm2
± 0.5~2 %
- 일반 프로세스 측정용에 사용 되는 2차 압력계
- 정기적인 계기교정 필요
멤브레인형
10~500 mmH2O
± 1~2 %
베로즈형
0.01~10 kg/cm2
± 1~2%
다이아프램
0.01~500 kg/cm2
± 0.25~2 %
분 동 식
2~100000 kg/cm2
± 0.01 %
- 표준기로 사용
스트레인 게이지
금속저항체
수천 mmH2O
수천 kg/cm2
± 0.5 %
- 빠른 응답특성을 가지고 직선 성 및 전압출력이 큼
반도체
압전형 압력변환기
7×10-8~700 kg/cm2
± 0.5~4 %
- 동적 교정이 필요
- 고주파 응답특성이 좋다.
전위차계 압력변환기
사양에 따라 결정
± 0.25 %
- 직류 교류 모두 사용
반도체형 압력계
스트레인형
수천 mmH2O
수천 kg/cm2
± 1.0 %
- 히스테리시스가 없다.
- 감도가 좋다.
용량형
측정범위와 정확도에 따라 선택하는 것이 중요하지만 장치의 측정방식이 그 상황에서 가용한지를 판단하는 것은 더욱 중요하다. 예를 들어 Pitot-tube는 비행기의 속도측정에 많이 사용되는 것으로 알고 있다. 이는 운행 중인 비행기의 압력과 속도를 측정하는 상황에서는 피토관이 가장 효율적이기 때문이다. 여러 가지 제약들을 감안해서 측정 장치를 정해야만 할 것이다.
★ 비행기에서의 Pitot-tube
비행용 계기 중 피토관 정압 계기는 대기의 압력과 공기의 흐름을 이용하여 항공기의 속도 및 고도를 측정할 수 있으며 피토관(pitot tube)과 정압실(static ports)로 구성되어 있다.
항공기가 대기중을 비행할 때 피토관을 통해서 공기의 충격압(impact pressure)을 받아들이고 연결된 관을 통하여 충격압에 의하여 속도계에 전달된다. 속도계 내에는 횡격실이 관을 통하여 유입된 충격압이 횡격실에 가해지고 톱니에 의해 연결된 스프링에 의해 속도계는 서서히 지정된 속도를 지시하게 된다. 피토관은 항공기에 작용하는 충격압을 정확하게 받아들이기 위하여 항공기 전방부(nose)또는 날개의 전연부에 설치된다.
정압관(static ports)은 항공기의 어떠한 움직임에도 압력의 변화를 최소화 할 수 있는 장소 설치된다. 항공기의 무게 중심점 주위의 동체 측면부나 피토관 후방에 설치하여 순수한 대기압만 고도계에 전달하도록 고안되었다. 고도의 증감에 따라 기압이 변하고 이에 따라 정관을 통하여 유입된 대기압이 고도계에 전달되어 고도계 내의 아네로이드 액체(특히 수은)를 쓰지 않는
(ameroid wafer) 물질의 팽창 또는 수축량을 고도계기에 전달되도록 되어 있다.
Ⅴ. 결론
압력과 속도측정 보고서를 작성함으로써, 유체의 압력과 속도의 관계에 대해 확실히 알 수 있었다. 또한 Pitot-tube에서 평균 속도를 측정하는 여러 방법들에 대해 간략히 알아봄으로써 그동안 알고 있던 Pitot-tube에 대해서 더 깊이 알 수 있는 기회였다. 또한 오리피스, Venturi-tube, Pitot-tube 등의 유속측정 장치를 이용하면 유량까지 측정할 수 있음을 알 수 있었다. 다음번 유량측정 조사보고서에서 이 계기들을 어떻게 활용하면 유량을 측정할 수 있을지 계획할 수 있는 기회이기도 했다.
Ⅵ. 참고 문서
* http://kr.dic.yahoo.com/search/enc/result.html?pk=15885100&p=압력&subtype=enc
* http://kr.dic.yahoo.com/search/enc/result.html?pk=15040100&p=속도
* http://www.imadang.co.kr/tech-data/p-meas.htm
* http://physlab.snu.ac.kr/http-2/Lab/timer.htm
* http://kr.dic.yahoo.com/search/enc/result.html?pk=19841600&p=피토관&subtype=enc
* http://100.naver.com/100.php?id=184475
* http://sensor.home.uos.ac.kr/flow2.htm
* http://www.autocontrol.co.kr/magazine/0004/020-024.htm
* http://www.chaesoo.com/cc/cfm/cfm_10.pdf
* http://www.sky7.co.kr/html/pliot_tec.htm
* http://kr.dic.yahoo.com/search/eng/result.html?pk=0004408&p=aneroid
* http://kr.dic.yahoo.com/search/eng/result.html?pk=0123771&p=transmitter
* 김기현 “Pitot Tube, Averaging Pitot Tube와 MPA 유량계”

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