위어 실험

목차

실험 목적(의의)
- 참고 및 주의사항
실험 이론 및 배경

시험 과정 및 방법
- 시험 도구
결 과
- 관련 수식
고찰 및 토론

참고 문헌

본문내용

흐르는 평행류에 대한 이론적인 유량공식이나 실제로는 월류 수맥이 수평 및 연직면상에서 크게 수축되므로 실제유량은 식1-7과 식1-8에 의한 것보다 작으므로 유량계수 Cd를 곱해 주어야 한다.
유량계수의 크기는 실험으로 부터 얻는 Q-H 관계로터 구할 수 있는데 이는 통상 식1-7 과 식1-8을 다음식의 형태로 표시하여 분석함이 보통이다.
시험 과정 및 방법
1. 정류캡1을 제대로 장착되었는지 확인한 후, 선택한 weir(삼각, 사각웨어)를 상류저류조 하단에
장착한다.
2. 하부 저류조 배수밸브를 열어둔다.
3. 수리실험대의 Control pannel에서 전원스위치를 켜 펌프를 작동시킨다.
4. 실험장치에 유입되는 유랭을 확인한 후 유량 조절배브를 조절하여 유량을 조절한다.
5. 실험유량이 작을 경우 Bypass 밸브를 개방시켜 펌프에 무리가 가지 않도록 한다.
6. 각종 실험장치의 배수된 물이 본 장치의 웨어수조 및 계량수조에 정상적으로 순환되는가를 확인한다.
7. 실험할 유량이 선택되면, 유량측정을 위한 초시계를 준비하고 배수밸브를 닫는다.
8. Control pannel 내의 수주계의 눈금을 읽어 수주의 증가분 및 시간을 기록한다.
9. 동시에 포인트 게이지로 삼각웨어나 사각웨어의 H를 측정한다.
10. 선택된 유량에 대한 실험이 끝나면 배수밸브를 열어 물을 완전히 배수하고, 다음 유량에
설정한 뒤 동일한 실험을 반복한다.(5회)
11. 실험이 끝나면 하류 저류조의 물을 완전히 배수하고, 펌프 전원을 끈다.
12. 관측된 시간당 유량과, 이론식에 의한 유량을 계산하고 비교한다.
시험 도구
결 과
실험 데이터 및 결과
- 사각 위어
측정 번호
시간(sec)
H(mm)
체적(liter)
V1-V2
관측유량Q
(㎥/sec)
logQ
logH
1
20
59.67
0.67
0.000067
-4.1739
-1.8022
2
20
57.98
1.01
0.000101
-3.9957
-1.6876
3
20
50.16
2.14
0.000214
-3.6696
-1.5879
4
20
47.90
7.45
0.000248
-3.6055
-1.5345
5
20
45.47
7.70
0.000385
-3.4145
-1.4165
6
20
42.37
6.85
0.000457
-3.3401
-1.3393
7
20
40.14
3.05
0.000610
-3.2147
-1.3057
8
20
38.03
2.87
0.000516
-3.2873
-1.2957
9
20
36.26
1.56
0.000486
-3.3133
-1.2841
10
20
33.89
1.04
0.000364
-3.4388
-1.2648
여기서 H= 게이지 읽음 값, 체적 = 나중 읽은 무게 - 처음 읽은 무게, Q = 체적/시간
측정 번호
H(mm)
실제 유량
(㎥/sec)*10^-4
이론 유량
(㎥/sec)*10^-4
유량 계수 C
(실제유량/이론유량)
1
59.67
0.701
1.754
0.400
0.518
2
57.98
1.153
2.605
0.443
3
50.16
1.780
3.677
0.484
4
47.90
2.245
4.423
0.508
5
45.47
3.750
6.648
0.564
6
42.37
5.244
8.692
0.603
7
40.14
6.069
9.745
0.623
8
38.03
7.127
10.632
0.642
9
36.26
8.647
12.476
0.687
10
33.89
9.017
14.567
0.714
- 삼각 위어
측정 번호
시간(sec)
H(mm)
체적(liter)
V1-V2
관측유량Q
(㎥/sec)
logQ
logH
1
20
46.60
1.29
0.000043
-4.3665
-1.6925
2
20
36.39
0.99
0.000050
-4.3010
-1.6260
3
20
31.14
0.81
0.000081
-4.0915
-1.5624
4
20
29.39
1.23
0.000123
-3.9101
-1.5068
5
20
27.36
1.34
0.000134
-3.8729
-1.4516
6
20
26.25
1.75
0.000175
-3.7570
-1.3933
7
20
24.68
2.21
0.000221
-3.6556
-1.3391
8
20
23.30
2.54
0.000284
-3.5467
-1.2648
9
20
21.35
2.67
0.000329
-3.4316
-1.2167
10
20
18.34
2.86
0.000367
-3.3214
-1.1462
측정 번호
H(mm)
실제 유량
(㎥/sec)*10^-4
이론 유량
(㎥/sec)*10^-4
유량 계수 C
(실제유량/이론유량)
1
46.60
0.419
0.372
1.126
0.961
2
36.39
0.579
0.545
1.062
3
31.14
0.788
0.786
1.003
4
29.39
1.031
1.082
0.953
5
27.36
1.347
1.487
0.906
6
26.25
1.787
2.080
0.859
7
24.68
2.324
2.841
0.818
8
23.30
2.486
3.248
0.768
9
21.35
2.843
3.679
0.749
10
18.34
3.247
3.849
0.684
관련 수식
사각 위어에서
삼각 위어에서
고찰 및 토론
이번 실험에서 삼각weir의 경우 유량이 작은 경우 이론식에 의한 유량과 계량수조의 유량이 오차가 거의 나지 않고 높은 정밀도를 가지는 것을 알 수 있다. 이는 수로단면의 비하여 weir의 단면적이 작으므로 접근유속에 의한 오차가 작기 때문이다. 그러므로 유량이 작은 경우 삼각weir을 이용한 유량측정이 좋은 것 같다.
유량계수를 구하는 것을 직접 손으로 측정을 해서 구해 보니까 배울 때는 어렵게만 느껴졌는데 쉬워졌다. 실험 결과를 보면 사각위어의 유량 계수는 0.518이 나왔고 삼각위어의 유량 계수는 0.961로 삼각위어가 측정 유량과 비슷한 걸로 나왔다.
참고 문헌
`수리학 강주복 저 수리학 (형설출판사)
수리실험 백창식 외 지음 (구미서관)
유체역학 Munson Yuong Okiishi (Wiley)
「기초수리실험법」, 운용남 저, 청문각
「수리실험」,김운중 저, 조선대학교 출판부

키워드

위어 ,   실험,   조도계수,   수로의 하도경사 정도