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마찰손실을 측정해 보고 관마찰에 의한 에너지 손실을 정확하게 이해하는데 목적이 있다.
2. 실험이론
[그림 1]과 같이 비압축성 유체가 관내를 흐를 때에는 다음과 같은 베르누이방정식이 성립한다.
(1)
여기서 은 마찰손실수두(friction loss head)
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관마노메타에 공기를 완전히 빼준다.
8) 각 라인의 유량측정 장치와 관마찰 손실수두를 다관마노메타에 의하여 구하고 B의 면적식 유량계와 비교하여 DATA를 정리한다.
9) 실험이 끝나면 전원을 OFF하고 라인을 정리한다.
5. 실험 결과
기호
측정
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관에서의 마찰손실수두를 측정함으로써 유체 점성에 의해 에너지가 손실됨을 알 수 있었고, 그에 따른 배관의 표면 마찰계수를 계산하였다. 또한 동일한 동점성 계수 값으로 직경과 속도의 증가에 따라 레이놀즈수도 증가하였다.
실험결과
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관마찰 시험은 어려운 편이라 실험에 어려움을 겪었고 그래서 수은을 이용한 관마찰 실험은 실험에 성공하지 못해 결과값에 넣지 않았다.
결과 그래프를 보면 log값을 취한 속도와 수두손실은 선형의 관계를 갖는 것을 확인할 수 있었다. 비록
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유도하기 위해서는 베르누이의 방정식으로부터 유도해야한다.
V는 관속의 평균 유속이고, 실험에서 관의 직경은 일정하므로 이므로
이다. 따라서 마찰손실수두 은 로 유도될 수 있다. 또한 파이프가 수평이면 이므로, 위식은 다시
로 표현이
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