관로마찰 예비보고서 - 열유체공학실험

목차

1. 관 내부에서의 층류와 난류 설명
2. Vena contracta
3. Head Loss
4. Rotameter, Venture Meter, Orifice meter의 원리 및 계산방법
5. 다양한 부차적 손실 계수의 정의와 의미(diffuser, elbow 등)
6. 출처

본문내용

☞ Rotameter 단면변화 유량계
테이퍼관 속에 부표를 띄우고, 측정 유체를 아래에서 위로 흘려보낼 때 유량의 증감에 따라 부표가 상하로 움직여 생기는 가변 면적으로 유량을 구하는 장치이다. 무게가 W인 부표가 테이퍼관 속에서 균형을 이루고 있을 때 관내를 흐르는 체적 유량 이다. 여기서 c는 유량계수, F는 유량이 통과한 면적이고, v는 평균유속, 는 부표가 움직여 생긴 상하의 압력차이, ρ는 유체의 밀도이다. 부표가 유체 속에서 균형을 이루고 있기 때문에 차압은 가 된다. 한편 면적 F는 부표의 위치에 따라 변화한다. 따라서 부표의 위치를 알면 유량 Q를 구할 수 있다. 이것이 로터미터의 원리이다.

☞ Venturi Meter 벤튜리 미터
벤튜리미터 역시 베르누이의 원리를 이용하여 관수로내의 유량측정을 한다. 유동은 확대원추부에서 축소원추부로, 다시 확대원추부를 통해 단면압력이 강하하며, 압력강하량을 측정하면 된다. 즉 실험에서는 유동 흐름의 단면을 축소시켜 축소 전후의 수두손실을 측정하여 이론과 유량을비교하면 된다. 특징 : 압력손실이 작으나(10%) 면적을 많이 차지한다.
벤츄리미터를 통과하는 유량은 다음과 같이 정의 되며 송출계수는 실험적인 결과에 의해 정리되어져 있다.

☞ Orifice meter
오리피스 유량계
오리피스 유량계는 파이프 사이에 구멍이 뚫린 판을 끼워 만든 유량계이다. 관로에 삽입한 오리피스 전후의 압력 차로부터 유량을 구하는 방식이다.

<중 략>

☞ diffuse
단면의 확대되는 원추형 diffuser는 원추의 꼭지각이 큰 변수로 작용하는데, 꼭지각에 따라 diffuser의 길이가 설정된다. 수두손실의 대부분은 완전발달유동에서처럼 벽면전단응력에 기인한다. 각이 보통이거나 크면 유동은 벽으로부터 박리가 되고 손실은 직경이 작은 파이프에서 분사되는 제트의 운동에너지 소산에 의해 주로 발생한다. 면적비가 인 원추형 diffuser에서의 손실계수는 다음과 같다.

참고자료

· luid Mechanics 7th/ Wiley/ Bruce R. Munson 외 3명
· http://www.doopedia.co.kr/, https://www.wikipedia.org/
· Refrigeration & Air conditioning, 2th, McGrawHill, WILBERT, JEROLD
· http://www.imadang.co.kr/tech-data/flow-intro.htm