유압유의 유효체적탄성계수측정

소개

유체역학에서 모든 유체는 비압축성으로 가정하여, 기본적인 이론을 전개하였다. 하지만 실제 존재하는 유체는 압축성을 가진다. 이러한 압축성을 측정하는 것도 유체의 거동을 규명하는 중요한 관점중의 하나이다. 압축성이란 일정한 질량을 가진 유체의 체적 혹은 밀도가 압력의 변화에 따라 얼마나 쉽게 변하고, 얼마나 압축이 되는지를 말한다. 유체의 압축성을 나타내는 성질을 압축률의 역수, 즉 체적탄성계수로 나타낸다.
본 실험에서는 충격으로 인한 파장의 도달시간을 측정하여, 음속을 계산하고, 계산된 음속을 관계식에 넣어 체적탄성계수를 구한다. 결과를 가지고 압력에 따른 충격 파장의 시간적 변화와, 체적탄성계수의 거동에 대하여 알아본다.

목차

1. 서론
2. 이론적 배경
3. 실험방법
가. 실험장치
나. 장치설명
나. 실험과정
4. 실험결과
가. FFT Analyzer에 측정된 값
나. 음속의 계산
다. 밀도의 계산
라. 체적탄성계수의 계산
5. 토의
가. 압력에 따른 결과의 예상
나. 실험과정에 있어서의 문제점
6. 결론 및 고찰
참고문헌

본문내용

1. 서론

유체역학에서 모든 유체는 비압축성으로 가정하여, 기본적인 이론을 전개하였다. 하지만 실제 존재하는 유체는 압축성을 가진다. 이러한 압축성을 측정하는 것도 유체의 거동을 규명하는 중요한 관점중의 하나이다. 압축성이란 일정한 질량을 가진 유체의 체적 혹은 밀도가 압력의 변화에 따라 얼마나 쉽게 변하고, 얼마나 압축이 되는지를 말한다. 유체의 압축성을 나타내는 성질을 압축률의 역수, 즉 체적탄성계수로 나타낸다.
본 실험에서는 충격으로 인한 파장의 도달시간을 측정하여, 음속을 계산하고, 계산된 음속을 관계식에 넣어 체적탄성계수를 구한다. 결과를 가지고 압력에 따른 충격 파장의 시간적 변화와, 체적탄성계수의 거동에 대하여 알아본다.

1.1. 장치설명
● [그림 1]은 유효체적탄성계수(Effective Bulk Modulus) 측정을 위한 실험장치의 구성도이다. 스테인레스 스틸(Stainless steel) 튜브에 오일을 가압할 수 있는 수동펌프(Hand Pump)[그림4]와 가진을 위한 Vibrator[그림 2], 압력게이지(Pressure gage)[그림 3] 및 두 개의 압력센서(Pressure transducer)[그림 2,3], 그리고 압력파를 디지털 데이터로 기록할 수 있는 FFT Analyzer[그림 5]로 구성된다. 압력센서 간 거리는 1.83m이며, 압력게이지 최대압력은 150이다.

1.1. 실험과정
1.1.1. 튜브에 시료 오일을 채운다.
1.1.2. 수동 펌프를 이용하여 시스템 압력을 설정한다. 압력은 대기압부터 까지 씩 증가시킨다.
1.1.3. Vibrator 혹은 Impulse 망치를 이용하여 튜브 한편에 설치된 피스톤에 Impulse 압력(충격)을 가한다.
1.1.4. FFT Analyzer에 동시 Trigger된 두 개의 압력센서의 신호를 기록한다.
1.1.5. 압력파의 전달시간을 측정하여 음속(압력파 전달속도)을 구한다.
1.1.6. 식에 의하여 체적탄성계수를 계산한다. 오일의 비중은 0.86이다.
1.1.7. 이 과정을 반복한다.

참고자료

· [1] 이재천, 정용승, “압력변동에 따른 유압유의 유효체적탄성계수 측정에 대한 연구”, Transactions of the Korean Society of Automotive Engineers, Vol.11, No.1, 2003.