유체역학실험 - 각종 배관내의 관로손실 측정

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유체역학실험 - 각종 배관내의 관로손실 측정에 대한 보고서 자료입니다.

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본문내용

6 LPM
1120
10
112
55.70
8098.384
26
254.37
straight
9 LPM
1640
10
164
81.57
11858.35
22
215.23
tee
9 LPM
1455
10
145.5
72.37
10520.67
37
361.98
Elbow
3 LPM
650
10
65
32.33
4699.955
4
39.13
Elbow
6 LPM
1120
10
112
55.70
8098.384
17
166.32
Elbow
9 LPM
1620
10
162
80.57
11713.73
39
381.55
벤튜리 미터(Venturi meter)
Da = 관지름, Db = 벤튜리 미터 목 지름, Cv = 벤튜리 계수
Cv의 이론값은 0.98이다.
q =이론유량, q' = 실험유량, Da = 0.025m, Db = 0.015m, β = 0.6
3LPM,6LPM,9LPM 일 때, 실험을 통하여 각각의 유속에 대한 압력강하값을 식에 대입해서 실험치 유량값을 구한 후, Cv 실험값과 비교한다.
구 분
이론유량(cm3/s)
실제유량(cm3/s)
Cv이론값
Cv실험값
상대오차
3LPM
59.56
65.5
0.98
1.0592
7%
6LPM
70.41
109.5
0.98
0.6974
41%
9LPM
99.08
165
0.98
0.6082
61%
오리피스 미터(Orifice meter)
Re 가 30 이상일 때 이론 Co 값은 0.61
q =이론유량, q' = 실험유량, Da = 0.025m, Db = 0.015m, β = 0.6
3LPM,6LPM,9LPM 일 때, 실험을 통하여 각각의 유속에 대한 압력강하값을 식에 대입해서 실험치 유량값을 구한 후, Co 실험값과 비교한다.
구 분
이론유량(cm3/s)
실제유량(cm3/s)
CO이론값
CO실험값
상대오차
3LPM
24.93
64.8
0.61
0.4258
43%
6LPM
33.33
111
0.61
0.3355
82%
9LPM
50.61
164.5
0.61
0.3340
83%
축소관(Contraction)
(높이 변화가 없으므로 z항은 항상 0이 된다.)
축소관(Contraction) 일때 Ke, Kf는 0이다. 그러므로
이다.
Kc의 이론값은 0.188이다.
L = 0.30m D = 0.025m
Kc의 실험값을 구해보자. (3LPM 일 때)
L = 0.30m D = 0.025m, ()식과 실험을 통한 각각의 유속을 통한 압력강하를 구해서 이론값과 비교한다.
구 분
마찰계수(f)
4f * L/D
이론 압력차(Pa)
Kc이론값
Kc이론값
상대오차
3LPM
0.0236
1.134
69.08
0.188
0.102
84 %
6LPM
0.0221
1.062
188.73
0.188
0.709
73 %
9LPM
0.0211
1.015
406.34
0.188
3.307
94 %
확대관(Expansion)
확대관(Expansion) 일때 Kc, Kf는 0이다. 그러므로
이다.
Ke의 이론값은 0.47이다.
L = 0.30m D = 0.025m, ()식과 실험을 통한 각각 의 유속을 통한 압력강하를 구해서 이론값과 비교한다.
구 분
마찰계수(f)
4f * L/D
이론 압력차(Pa)
Ke이론값
Ke실험값
상대오차
3LPM
0.0237
1.136
68.08
0.47
0.302
56 %
6LPM
0.0221
1.063
187.10
0.47
1.992
76 %
9LPM
0.0212
1.015
403.99
0.47
5.917
92 %
티(Tee)관
티(Tee) 일때 Kc, Ke는 0이다. 그러므로
이다.
Kf의 이론값은 0.470이다.
L = 0.3m, D = 0.016m, 식과 실험을 통한 각각의 유속을 통한 압력강하를 구해서 이론값과 비교한다.
구 분
마찰계수(f)
4f * L/D
이론 압력차(Pa)
Kf이론값
Kf실험값
상대오차
3LPM
0.0224
1.683
102.21
0.40
0.21
90 %
6LPM
0.0210
1.576
306.58
0.40
1.90
79 %
9LPM
0.0205
1.534
506.48
0.40
5.30
92 %
직선(Straight)관
직선관(Straight) 일때 Kc, Kf, Ke는 0이다. 그러므로
이다.
3LPM 일때 f의 이론값은 0.0123이고, L = 0.3m, D = 0.016m 이다. 실험을 통하여 f의 값을 구하여 이론값과 비교한다.
구 분
f이론값
f실험값
상대오차
3LPM
0.0123
0.017
28 %
6LPM
0.0109
0.142
92 %
9LPM
0.0095
0.382
97 %
엘보우
엘보우(Elbow) 일때 Kc, Ke는 0이다. 그러므로
이다.
Kf의 이론값은 0.75이다.
L = 0.065m, D = 0.016m, 식과 실험을 통한 각각의 유속을 통한 압력강하를 구해서 이론값과 비교한다.
구 분
마찰계수(f)
4f * L/D
이론 압력차(Pa)
Kf이론값
Kf실험값
상대오차
3LPM
0.0224
0.3632
58.15
0.75
0.46
49 %
6LPM
0.0210
0.3415
169.24
0.75
9.98
2 %
9LPM
0.0202
0.3288
349.99
0.75
49.23
8 %
6. 실험고찰 : 이번 실험에서 오차가 전반적으로 크게 나왔다.
초시계로 시간을 재고 유량을 체크하는 점과 마노미터가 처음에 기준점에 잘 고정이 안된 상태에서 실험한 점이 오차에 큰 원인인 것 같다. 또 우리 조원들의 실험지식 부족으로 인한 실험방법의 문제, 로타미터로 유량 조절하는 점, 레이놀즈수가 30000 이상이 나와야 정확한 실험을 할수 있는데 그렇지 못한 점, 마노미터를 육안으로 측 정하는데에 따른 오차 등 많은 문제점이 있었던 것 같다. 그러나 이번 실험을 통하여 축소,확대,베르누이 식과 마찰손실 등 관련 식을 결과값 비교해보면서 이론상으로만 알던 점을 더 많이 익히게 된 것 같다.
위에서 말한 것과 같이 많은 요인에 의해 오차가 심해서 그 점이 많이 아쉬웠지만 관로손실 장치에 대해 더 세부적으로 알게 되고 식을 적용하는 점은 배운 실험이었다.

키워드

유체역학실험,   배관내,   관로손실 측정,   각종 배관내의 관로손실 측정