관수로 마찰 실험장치를 이용한 마찰 실험.

소개글

관수로 마찰 실험장치를 이용한 마찰 실험.에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 실험 목적

2. 실험 장치 구성

3. 실험 장치 제원

4. 실험 순서 / 방법

5. 실험시 안전관리 사항

6. 실험에 적용되는 관련이론
⑴ 관련 이론
⑵ 수평 원관 속에서의 층류 운동(하겐-포화젤 방정식)
⑶ 원관 유동에서의 수두손실(달시-바이스바하 공식)
⑷ 무디 선도(Moody diagram) / 블라시우스(Blasius)에서의 관 마찰계수

7. 실험 데이터 측정
⑴ 실험 데이터
⑵ 실험 데이터 분석 방법
⑶ 실험 데이터 분석 결과

8. 실험 결과 그래프 비교
⑴ 밸브 회전수와 유량 / 유속과의 관계
⑵ 밸브 회전수와 레이놀드 수
⑶ 밸브 회전수와 마찰 계수
⑷ 밸브 회전수와 손실수두

9. 실험후 소감

10. 참고 문헌

본문내용

f
= 64/
{ρVD} over {μ}
=
{64} over {Re}
이라는 공식이 성립함을 확인할 수 있다.
⑷ 밸브 회전수와 손실수두
구 분
밸브회전수
손실수두(mm)
실제
무디선도
블라시우스
360。
0.005443
0.017722
0.018848
405。
0.008154
0.034845
0.038175
450。
0.008847
0.038376
0.044041
495。
0.010235
0.049867
0.056833
540。
0.011608
0.056596
0.070997
- 밸브 회전수를 늘일수록 유량과 유속의 증가와 함께 손실수두도 함께 증가함을 확인할 수 있었다. 이는
H_L = {Δp} over {r} =
{ 128μLQ} over {rπd^4}
단위 중량당 유체의 에너지 손실, 손실수두 공식과
H_L
=
f
{ L} over {D }
{V^2} over {2g}
달시-바이스 바하의 공식에서 유량과 유속의 증가는 손실수두의 증가를 가져온다는 공식이 성립하게 됨을 직접 확인할 수 있었다. 하지만 개인적으로 조금 아쉬운 부분이 있다면 관로의 길이의 변화를 주어 길이와 손실수두의 관계, 그리고 직경의 변화를 주어 관의 직경과 손실수두의 관계를 추가적으로 확인해보았으면 더 좋았을텐데 하는 생각이 든다.
9. 실험후 소감
● 그래프 결과 (1)번 실험 결과에서 밸브의 회전수를 늘일수록 배출되는 유량과 유속이 빨라짐을 확인할 수 있다. 베르누이 방정식등 유체역학 기본지식의 바탕이 되는 이론을 실험결과를 통해 같은 시간과 같의 단면의 관로에서 흐르는 물이 양이 많아지면 유량이 증가하는 것이고 유량과 유속은 비례관계라는 것을 간단히 확인할 수 있었다. (2)번 실험 결과에서 밸브 회전수를 늘일수록 유량과 유속이 증가한다는 것을 위의 그래프에서 확인할 수 있었고 위의 그래프와 비교하여 유량과 유속이 증가하면 물의 흐름이 불규칙적인 난류성의 흐름이 발생 한다는 것을 확인할 수 있다. 유속이 증가하면 유량과 함께 레이놀드 수의 증가도 이루어진다는 연속방정식(continuity equation)
{A_1 V_1 = A_2 V_2 = Q}
이나 (레이놀드수)
Rｅ= {ρVd}over {μ}= {Vd} over {ν}
등의 공식이 성립함을 확인 할 수 있었다. (3번) 실험결과에서는 밸브 회전수를 늘일수록 유속과 유량이 증가하고 유체의 흐름이 불규칙해지는 것으로 레이놀드 수가 증가한다. 이와 반면에 관로내의 마찰계수는 유속과 유량이 증가할수록 점차적으로 감소하여
f
= 64/
{ρVD} over {μ}
=
{64} over {Re}
이라는 공식이 성립함을 확인할 수 있다. 마지막으로 (4)번 실험 결과에서는 밸브 회전수를 늘일수록 유량과 유속의 증가와 함께 손실수두도 함께 증가함을 확인할 수 있었다. 이는
H_L = {Δp} over {r} =
{ 128μLQ} over {rπd^4}
단위 중량당 유체의 에너지 손실, 손실수두 공식과
H_L
=
f
{ L} over {D }
{V^2} over {2g}
달시-바이스 바하의 공식에서 유량과 유속의 증가는 손실수두의 증가를 가져온다는 공식이 성립하게 됨을 직접 확인할 수 있었다.
하지만 개인적으로 조금 아쉬운 부분이 있다면 관로의 길이의 변화를 주어 길이와 손실수두의 관계, 그리고 직경의 변화를 주어 관의 직경과 손실수두의 관계를 추가적으로 확인해보았으면 더 좋았을텐데 하는 생각이 든다.
10. 참고 문헌
● 조선공학 실험, p50∼59, 2005, 박용호 저
● 핵심 유체역학, p130∼131, 220∼222, 268∼271, 2003, 박용호 저, 진영사.
● 개인 필기물 참조

키워드

관수로 마찰,   연속방정식,   하겐-포화젤 방정식,   무디 선도(Moody diagram),   라시우스(Blasius),   레이놀드수,   마찰계수,   손실수두