마찰계수 측정실험

소개글

마찰계수 측정실험에 대한 보고서 자료입니다.

목차

■ 실험 목적

■ 실험 이론

■ 실험 방법

■ 실험 결과

■ 결과에 대한 고찰

본문내용

979
1148
1333
1569
1784
마찰계수식
0.0302
0.0275
0.0280
0.0271
0.0265
0.0266
0.0260
moody차트
0.0394
0.0385
0.0378
0.0372
0.0367
0.0362
0.0358
오차(%)
23.36
28.64
25.96
27.05
27.79
26.65
27.27
※ Darcy의 마찰계수식을 이용하여 계산값인 마찰계수식을 구함.
※ Chuchill의 마찰계수식을 이용하여 moody차트에서의 마찰계수를 구함.
■ 결과에 대한 고찰
1) 레이놀즈수의 함수로 마찰계수를 도시하고 유동의 천이 및 레이놀즈 수의 영향에 대하여 설명하시오.
- Moody 차트를 보면 Reynolds 수가 2300이하이면 완전한 층류유동을 나타내고 2300보다 크면 완전한 난류유동을 나타내는데, 우리조의 실험 결과 유량 0.5와 1.0일 때의 레이놀즈수가 2000이하로 층류유동이었고, 유량이 1.0와 1.5사이에서 유동이 층류에서 난류로 바뀌는 천이가 일어남을 알 수 있다. 유량이 2.0에서 우리가 마지막으로 측정한 7.0까지는 모두 난류유동임을 레이놀즈수를 계산해봄으로써 알 수 있다.
- Darcy 마찰계수가 처음에는 Moody차트 보다 컸지만 나중에는 Darcy 마찰계수가 Moody차트보다 작아지는 것을 그래프를 통해서 볼 수 있다. 이것은 층류 유동에서 난류로 천이가 일어나는 과정이라 Moody 차트의 층류영역과 난류 영역의 경계에 있기 때문에 발생하는 현상이다.
- 밑에 그래프를 보면 Reynolds 수가 증가할수록 마찰계수는 줄어드는 것을 볼 수 있다. 또 마찰계수가 줄어드는 폭이 점점 줄어드는 것을 알 수 있다.
2) 실험의 오차 및 정확성에 대하여 기술하시오.
- 실험을 시작하기 전에 유량을 0으로 놓았을 때, 차압 변환기의 값이 0이 아닌 65pa정도가 측정되었다. 이는 차압 변환기의 값이 커지면 큰 영향을 미치지 못하지만 유량이 0.5인 첫 번째의 경우 차압 변환기가 90pa로 측정이 되었기 때문에, 이는 이 부분에서 큰 영향을 주게 된다. 이 부분에서 233%라는 큰 오차가 발생되었다.
- 층류에 난류로 천이가 일어나는 중간 영역이기 때문에 정확도에 어려움이 있었다. 실험 여건상 측정 유량값의 간격을 좁혀 측정하였지만 유량의 폭을 넓혀 레이놀즈수의 폭이 넓었다면 더 확인하기 쉽고, 정확한 실험을 할 수 있었을 것이다.
- 파이프 두 구간의 측정한 압력차가 매우 작은 값이고, 차압 변환기가 민감하여 숫자가 일정하게 유지되지 못하는 점에서 실험 시 일정한 압력을 측정하기가 어려웠다.
3) 실험장치의 개선이 필요한 경우 제안하시오.
- 출입구의 파이프 회로를 완전히 밀폐하도록 하여 외부의 영향으로 인한 처음의 압력차를 줄일 수 있다면 좀 더 좋은 실험을 할 수 있을 것이다.
- 층류 유동은 유량이 작은, 구간이 작아서 좀더 자세하게 확인 하는 것이 쉽지 않은데, 매질을 점성이 더 큰 것을 이용한다면 층류 유동을 더 잘 확인할 수 있을 것이다.

키워드

마찰계수,   전단력,   유체 유동