목차
서 론
Ⅰ. 실험목적……………………………………………… 2
ⅰ. 실험일시
ⅱ. 실험장소
ⅲ. 실험환경
Ⅱ. 실험이론……………………………………………… 3
ⅰ. 수두손실-마찰계수
ⅱ. 부차적손실
ⅲ. Raynolds수
ⅳ. Moody차트
본 론
Ⅲ. 실험장치……………………………………………… 9
ⅰ. 관로마찰 실험장치(PF-25)
ⅱ. 줄자
Ⅳ. 실험방법……………………………………………… 10
ⅰ. 관 마찰계수 측정
ⅱ. 부차적 손실계수 측정
Ⅴ. 실험시 유의사항…………………………………… 10
결 론
Ⅵ. 실험결과……………………………………………… 11
ⅰ. 관마찰 실험
ⅱ. 부차손실 실험
Ⅶ. 고찰 ……………………………………………… 15
Ⅰ. 실험목적……………………………………………… 2
ⅰ. 실험일시
ⅱ. 실험장소
ⅲ. 실험환경
Ⅱ. 실험이론……………………………………………… 3
ⅰ. 수두손실-마찰계수
ⅱ. 부차적손실
ⅲ. Raynolds수
ⅳ. Moody차트
본 론
Ⅲ. 실험장치……………………………………………… 9
ⅰ. 관로마찰 실험장치(PF-25)
ⅱ. 줄자
Ⅳ. 실험방법……………………………………………… 10
ⅰ. 관 마찰계수 측정
ⅱ. 부차적 손실계수 측정
Ⅴ. 실험시 유의사항…………………………………… 10
결 론
Ⅵ. 실험결과……………………………………………… 11
ⅰ. 관마찰 실험
ⅱ. 부차손실 실험
Ⅶ. 고찰 ……………………………………………… 15
본문내용
곡선은 거의 수평으로 나타나 있다.
Ⅲ. 실험장치
ⅰ. 관로마찰 실험장치(PF-25)
ⅱ. 줄자
- 관로의 길이를 측정하기 위함.
Ⅳ. 실험방법
ⅰ. 관마찰계수 측정
①. 관마찰계수를 측정할 관을 선택하여 이 관으로 물이 흐를 수 있도록 설정한다.
②. 펌프에서 토출되는 관에 설치된 밸브를 조절하여 실험에 이용한 최소 및 최대
유량의 범위를 정한다.
③. 유량계를 통해서 흘러 들어가는 량이 장치의 상부에 설치된 수조에서 배출될 수
있도록 밸브를 조절한 후 관에 흐르는 유량을 기록한다.
④. 마찰계수를 측정할 관의 양 끝에 설치된 액주계의 수주높이를 기록한다.
⑤. 밸브를 개방하여 유량을 증가시킨 후 위 2번과 3번 과정을 수행한다.
⑥. 최소 유량에서 최대 유량까지 유량을 증가시키며 위 과정을 반복한다.
(최소유량과 최대유량사이를 최소 10등분 이상 나누어 실험하는 것이 좋다.)
⑦. 실험을 통해서 얻은 유량과 수주높이를 이용하여 마찰계수를 계산한다.
⑧. 레이놀즈수의 변화에 따른 마찰계수의 변화를 도시한다.
⑨. 측정을 통해서 얻은 마찰계수와 Colebook 식을 통해서 계산된 값을 비교한다.
ⅱ. 부차손실계수 측정
①. 밸브를 포함하고 있는 배관을 선택하여 밸브를 포함한 양 끝에 설치된 액주를 선택하여
마찰계수 측정실험의 방법을 따라 실험을 수행한다.
②. 실험을 통해서 측정된 손실수두에서 마찰손을과 부차손실 값을 계산한다.
③. 부차손실수두 값으로부터 부차손실계수를 계산한다.
④. 레이놀즈수의 변화에 따른 부차손실계수의 변화를 도시한다.
⑤. 참고자료를 통해서 얻은 부차손실계수와 비교한다.
Ⅴ. 실험시 유의사항
①. 배관의 연결부, 벨브, 노즐 등의 상태에 문제가 있는지 눈으로 확인 해봐야 한다.
②. 구성되어있는 장비가 안전하고 정확하게 연결되어 있는지 검토한다.
③. 실험기구는 바닥이 평평한 곳에 설치하고 사용이 편리한곳에 설치한다.
④. 장비의 일부분에 과다한 하중이 가해지지 않도록 한다.
Ⅵ. 실험결과
ⅰ. 관마찰 실험
1. 데이터 값
물의 점성계수()
관 11-12
물의 밀도()
강관 표면조도()
길이()
1.6
내직경()
0.028
면적()
실험
차수
유량 ()
수두압력()
()
유속
()
()
측정
마찰
계수
()
Colebook
마찰
계수
()
1
()
손실수두()
유량 ()
11
()
12
()
()
1차
0.3
0.1
0.198
0.197
0.001
3769
0.135
0.019
0.042
2차
0.4
0.1
0.097
0.081
0.016
5027
0.180
0.169
0.039
3차
0.1
0.080
0.077
0.003
6287
0.225
0.020
0.037
0.5
4차
0.1
0.079
0.074
0.005
7543
0.271
0.023
0.035
0.6
5차
0.1
0.088
0.075
0.013
8796
0.316
0.045
0.034
0.7
6차
0.1
0.090
0.074
0.016
10054
0.361
0.042
0.033
0.8
7차
0.1
0.084
0.073
0.011
11312
0.406
0.023
0.032
0.9
8차
0.1
0.090
0.072
0.018
12569
0.451
0.030
0.032
1.0
9차
0.1
0.110
0.073
0.037
13827
0.496
0.052
0.031
1.1
10차
0.1
0.103
0.075
0.028
15081
0.541
0.033
0.030
1.2
- 내면적 : - 유속 :
- Raynolds 수 : - 부차손실계수 :
- Colebrook 마찰계수 :
2. 측정마찰계수 - Colebook마찰계수 그래프
ⅱ. 부차손실 실험
1. 데이터 값
물의 점성계수()
관 11-12
물의 밀도()
강관 표면조도()
길이()
1.6
내직경()
0.024
면적()
실험
차수
유량 ()
손실수두()
()
유속
()
()
마찰
손실
계수
()
부차
손실
값/계수
(K)
유량 ()
10
()
17
18
()
()
1차
0.3
0.125
0.094
0.068
0.057
4397
0.184
0.039
0.495
0.456
2차
0.4
0.127
0.090
0.065
0.062
5865
0.246
0.036
0.538
0.502
3차
0.125
0.090
0.065
0.060
7332
0.307
0.035
0.521
0.5
0.486
4차
0.125
0.092
0.067
0.058
8800
0.369
0.032
0.504
0.6
0.472
5차
0.126
0.094
0.074
0.052
10262
0.430
0.031
0.452
0.7
0.421
6차
0.120
0.087
0.064
0.056
11729
0.492
0.030
0.486
0.8
0.456
7차
0.120
0.088
0.063
0.057
13197
0.553
0.029
0.494
0.9
0.465
8차
0.119
0.089
0.063
0.056
14664
0.615
0.028
0.486
1.0
0.459
9차
0.117
0.087
0.060
0.057
16132
0.676
0.027
0.495
1.1
0.468
10차
0.117
0.088
0.060
0.057
17594
0.737
0.026
0.495
1.2
0.469
- 내면적 : - 유속 :
- Raynolds 수 : - 마찰계수 :
- Colebrook 마찰계수 :
- 손실수두 :
2. 부차손실계수 - 실험값
Ⅶ. 고찰
이번 실험에서는 유체관로의 손실실험으로 주손실(마찰)과 부손실을 측정하여
마찰계수와 부차손실계수를 구하는 실험이었다.
결과값에서는 평균적으로 레이놀즈 수의 증가에 따라 마찰계수가 감소하였고, 유량
이 증가하면 마찰계수가 작아지는 것을 알 수 있었다. 또한 수두손실은 마찰계수와
유속에 의해서 변화된다는 것과 손실값은 마찰에 의함 보다 벨브나 단면적의 변화와
같은 곳에서 발생하는 부차손실에서 더 크게 나타난다는 것을 알 수 있었다.
실험결과에서 보았듯이 오차가 많이 발생하였는데 이는 유량의 일정유지 불량, 수
두 높이의 비정확한 측정, 강관 표면조도의 비정확성, 물의 온도, 물속의 불순물,
진동이나 기타 요소들에 의해서 발생한 것으로 보인다.
Ⅲ. 실험장치
ⅰ. 관로마찰 실험장치(PF-25)
ⅱ. 줄자
- 관로의 길이를 측정하기 위함.
Ⅳ. 실험방법
ⅰ. 관마찰계수 측정
①. 관마찰계수를 측정할 관을 선택하여 이 관으로 물이 흐를 수 있도록 설정한다.
②. 펌프에서 토출되는 관에 설치된 밸브를 조절하여 실험에 이용한 최소 및 최대
유량의 범위를 정한다.
③. 유량계를 통해서 흘러 들어가는 량이 장치의 상부에 설치된 수조에서 배출될 수
있도록 밸브를 조절한 후 관에 흐르는 유량을 기록한다.
④. 마찰계수를 측정할 관의 양 끝에 설치된 액주계의 수주높이를 기록한다.
⑤. 밸브를 개방하여 유량을 증가시킨 후 위 2번과 3번 과정을 수행한다.
⑥. 최소 유량에서 최대 유량까지 유량을 증가시키며 위 과정을 반복한다.
(최소유량과 최대유량사이를 최소 10등분 이상 나누어 실험하는 것이 좋다.)
⑦. 실험을 통해서 얻은 유량과 수주높이를 이용하여 마찰계수를 계산한다.
⑧. 레이놀즈수의 변화에 따른 마찰계수의 변화를 도시한다.
⑨. 측정을 통해서 얻은 마찰계수와 Colebook 식을 통해서 계산된 값을 비교한다.
ⅱ. 부차손실계수 측정
①. 밸브를 포함하고 있는 배관을 선택하여 밸브를 포함한 양 끝에 설치된 액주를 선택하여
마찰계수 측정실험의 방법을 따라 실험을 수행한다.
②. 실험을 통해서 측정된 손실수두에서 마찰손을과 부차손실 값을 계산한다.
③. 부차손실수두 값으로부터 부차손실계수를 계산한다.
④. 레이놀즈수의 변화에 따른 부차손실계수의 변화를 도시한다.
⑤. 참고자료를 통해서 얻은 부차손실계수와 비교한다.
Ⅴ. 실험시 유의사항
①. 배관의 연결부, 벨브, 노즐 등의 상태에 문제가 있는지 눈으로 확인 해봐야 한다.
②. 구성되어있는 장비가 안전하고 정확하게 연결되어 있는지 검토한다.
③. 실험기구는 바닥이 평평한 곳에 설치하고 사용이 편리한곳에 설치한다.
④. 장비의 일부분에 과다한 하중이 가해지지 않도록 한다.
Ⅵ. 실험결과
ⅰ. 관마찰 실험
1. 데이터 값
물의 점성계수()
관 11-12
물의 밀도()
강관 표면조도()
길이()
1.6
내직경()
0.028
면적()
실험
차수
유량 ()
수두압력()
()
유속
()
()
측정
마찰
계수
()
Colebook
마찰
계수
()
1
()
손실수두()
유량 ()
11
()
12
()
()
1차
0.3
0.1
0.198
0.197
0.001
3769
0.135
0.019
0.042
2차
0.4
0.1
0.097
0.081
0.016
5027
0.180
0.169
0.039
3차
0.1
0.080
0.077
0.003
6287
0.225
0.020
0.037
0.5
4차
0.1
0.079
0.074
0.005
7543
0.271
0.023
0.035
0.6
5차
0.1
0.088
0.075
0.013
8796
0.316
0.045
0.034
0.7
6차
0.1
0.090
0.074
0.016
10054
0.361
0.042
0.033
0.8
7차
0.1
0.084
0.073
0.011
11312
0.406
0.023
0.032
0.9
8차
0.1
0.090
0.072
0.018
12569
0.451
0.030
0.032
1.0
9차
0.1
0.110
0.073
0.037
13827
0.496
0.052
0.031
1.1
10차
0.1
0.103
0.075
0.028
15081
0.541
0.033
0.030
1.2
- 내면적 : - 유속 :
- Raynolds 수 : - 부차손실계수 :
- Colebrook 마찰계수 :
2. 측정마찰계수 - Colebook마찰계수 그래프
ⅱ. 부차손실 실험
1. 데이터 값
물의 점성계수()
관 11-12
물의 밀도()
강관 표면조도()
길이()
1.6
내직경()
0.024
면적()
실험
차수
유량 ()
손실수두()
()
유속
()
()
마찰
손실
계수
()
부차
손실
값/계수
(K)
유량 ()
10
()
17
18
()
()
1차
0.3
0.125
0.094
0.068
0.057
4397
0.184
0.039
0.495
0.456
2차
0.4
0.127
0.090
0.065
0.062
5865
0.246
0.036
0.538
0.502
3차
0.125
0.090
0.065
0.060
7332
0.307
0.035
0.521
0.5
0.486
4차
0.125
0.092
0.067
0.058
8800
0.369
0.032
0.504
0.6
0.472
5차
0.126
0.094
0.074
0.052
10262
0.430
0.031
0.452
0.7
0.421
6차
0.120
0.087
0.064
0.056
11729
0.492
0.030
0.486
0.8
0.456
7차
0.120
0.088
0.063
0.057
13197
0.553
0.029
0.494
0.9
0.465
8차
0.119
0.089
0.063
0.056
14664
0.615
0.028
0.486
1.0
0.459
9차
0.117
0.087
0.060
0.057
16132
0.676
0.027
0.495
1.1
0.468
10차
0.117
0.088
0.060
0.057
17594
0.737
0.026
0.495
1.2
0.469
- 내면적 : - 유속 :
- Raynolds 수 : - 마찰계수 :
- Colebrook 마찰계수 :
- 손실수두 :
2. 부차손실계수 - 실험값
Ⅶ. 고찰
이번 실험에서는 유체관로의 손실실험으로 주손실(마찰)과 부손실을 측정하여
마찰계수와 부차손실계수를 구하는 실험이었다.
결과값에서는 평균적으로 레이놀즈 수의 증가에 따라 마찰계수가 감소하였고, 유량
이 증가하면 마찰계수가 작아지는 것을 알 수 있었다. 또한 수두손실은 마찰계수와
유속에 의해서 변화된다는 것과 손실값은 마찰에 의함 보다 벨브나 단면적의 변화와
같은 곳에서 발생하는 부차손실에서 더 크게 나타난다는 것을 알 수 있었다.
실험결과에서 보았듯이 오차가 많이 발생하였는데 이는 유량의 일정유지 불량, 수
두 높이의 비정확한 측정, 강관 표면조도의 비정확성, 물의 온도, 물속의 불순물,
진동이나 기타 요소들에 의해서 발생한 것으로 보인다.
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