유량측정measurement of flux 실험

소개글

유량측정measurement of flux 실험에 대한 보고서 자료입니다.

목차

(1) 실험 데이터 결과 표
(2) 결과 및 검토
2. 실험값과 계산값이 차이가 나는 이유 분석
3. 값이 존재하는 이유는? 값이 1에서 멀어질 때의 의미 분석
4. 기타 유량 측정 방법 조사

본문내용

체의 유속에 비례한다. 와류 발생체의 내부나 상단, 하단에는 발생 와류의 추파수를 측정하는 센서가 존재하고ㅡ, 센서는 일반 적으로 와류가 발생될 때마다 작지만 측정이 가능한 전압 펄스를 생성하는 압전 결정체이다. 이 전압 펄스의 주파수 역시 유량에 비례하기 때문에ㅡ 체적 유량은 유량계의 단면적을 사용하여 산정이 가능하다. 또한, 상기 주파수의 측정 및 유속의 계산은 f=SV/L (f:와류 발생체를 지나는 유속, V:와류 발생체를 지나는 유속, S:기본적으로 작동 한계 내에 놓여진 발생체의 형태에 대한 상수)를 사용하는 유량계의 전자 장치를 통해 이루어진다.
-전자 유량계 : 고형물질이 많아 관을 메울 우려가 있는 폐하수에 이용할 수 있는 유량 측정기로 측정원리는 패러데이의 법칙을 이용하여 자장의 직각에서 전도체를 이용할 때 유발되는 전압이 전도체의 속도에 비례한다는 원리를 이용한 것으로 이 경우 전도체는 폐하수가 되며, 전도체의 속도는 유속이 된다.
이때 발생된 전압은 유량계 전극을 통하여 조절변류기로 전달된다. 이 측정기는 전압이 활성도, 탁도, 정성, 온도의 영향을 받지 않고 다만 유체의 유속에 의하여 결정되며 수두손실이 적다. 흐름의 방향과 수직이 되도록 자기장을 형성하면 페러데이 법칙에 의하여 자기장 내를 흐르는 비자기성 관속의 흐름은 기전력을 유도 하므로 관벽에 절연된 전극을 부착함으로써 유도 emf의 강도를 측정할 수 있다.
즉, 자기장내에 전도체인 폐하수를 이동시킬 때 자속이 변화하고 있는 동안 2차 회로에 기전력이 생긴다고 볼 수 있다. 이 기전력은 폐하수관의 직경과 자속에 따라 전압으로 바꾸고 이 크기에 비례하여 유량을 측정한다.
-위어(Weir) : 위어(Weir)는 일반적으로 수로를 횡단하여 설치된 단면 위를 넘쳐흐르게 함으로써 유량을 측정하도록 만든 장치를 말한다. 위어의 종류는 월류 하는 절단 단면의 형태에 따라 3각 위어, 4각 위어, 사다리꼴 위어, 원형 위어, 전폭위어 등이 있다. 삼각 위어는 동일한 유량에 대하여 사각 위어보다 더 큰 수두를 상승시키므로 적은 유량 측정에 사용된다. 4각 위어는 위어가 수로 폭 전면에 걸쳐 만들어져 있지 않고 폭의 일부에만 걸쳐 있는 위어이다. 즉, 흐름의 폭을 감소시키는 양쪽 벽을 가지고 있다. 전폭 위어는 위어가 댐과 같이 수로 폭 전면에 걸쳐 물이 완전히 횡단하는 경우를 말한다.
Re수 측정 실험
(1) 측정 결과
점성계수
1207.2g/m·s
수온
13˚C
밀도
999.34
물의
동점성계수
관의 직경
D=0.022m
관의
단면적
A=0.00038
NO
체적유량
Q=Vol (L)
평균유속
v=Q/A
(m/sec)
레이놀즈 수
층류 혹은 난류
1
1L
0.0585
1065.2
층류
2
1L
0.1389
2530.836
천이 유동
3
1L
0.2434
4434.23
난류
4
1L
0.0528
961.565
층류
5
1L
0.118
2149.51
천이 유동
6
1L
0.2327
4238.2
난류
(2) 정량적 분석 (측정된 Re값의 변화에 따라 관내 흐름현상 판단)
레이놀즈 값이 2100 이하일 경우 층류를 이루고, 레이놀즈 값이 4000이상일 경우 난류를 이룬다. 레이놀즈 값이 2100 실험 1,4 에서는 Re값이 2100 이하로 나왔으므로 층류를 형성하고, 실험 2,5 에서는 Re값이 2100 이상, 4000 이하로 천이유동을 하는 상태이다. 실험 3,6 에서는 Re값이 4000을 넘었기 때문에 난류를 형성하고 있음을 알 수 있다.
(3) 정성적 분석 (사진 비교)
NO
레이놀즈 수
층류 혹은 난류
측정 사진 첨부
1,4
1065.2
961.565
층류
2,5
2530.836
2149.51
천이유동
3,6
4434.23
4238.2
난류
(4) 실험을 통하여 도출된 결론, 고찰
레이놀즈수는 이므로 속도에 비례하여 그 값의 크기가 결정된다.
실험 시 수조의 물 높이에 따라 압력이 바뀌어 유속에 영향을 줄 수 있기 때문에 수조의 물 높이를 일정하게 잘 유지해야 적절한 실험값을 얻을 수 있다.
유속이 빠를수록 레이놀즈수의 값이 커져 그 값이 2100 이하면 층류 운동(잉크의 선이 일자로 똑바르게 흘러간다.)을 하고, 4000 이상이면 난류운동(잉크의 선이 제멋대로 흩어져서 흘러간다.)을 하며, 그 값이 2100과 4000 사이이면 천이 유동(잉크의 선이 물결의 모양을 그리며 흘러간다.)을 한다.

키워드

유량측정실험,   실험조건값,   측정값,   Re수 측정 실험