유체공학실험 외부유동 측정실험 결과보고서

소개

A+를 받았던 유체공학실험 과목에서 수행한 외부유동 측정실험에 대한 결과보고서입니다. 원기둥 주위의 유동에 의한 항력과 층류 및 난류에서의 이론값을 비교하는 실험입니다.

목차

1. 실험 목적
2. 실험 관련 이론
3. 실험 장치 및 방법
4. 실험 결과 및 토의
5. 참고문헌

본문내용

실험 결과 요약
이번 실험은 풍동실험기기와 디지털 마노미터 등을 이용해 공기의 유동이 있는 덕트 내에 위치한 원기둥 표면에서의 압력구배와 속도분포 값을 측정하고 이를 통해 원기둥에 작용하는 항력을 측정하는 실험이다. 풍동 실험장치를 통해 덕트 내로 공기가 흐르게 하고 디지털 마노미터가 설치된 원기둥을 덕트 내에 위치시킨 후 원기둥을 , 0 180 도부터 도까지 회전해가면서 원기둥 표면의 각에 따른 지점의 속도와 압력을 측정하였다 풍동실험장치의 rpm을 작게 해, 공기가 층류유동하는 범위까지 설정한 뒤 실험을 진행하고 측정한 rpm 뒤 다시 을 증가시켜 난류유동일 때의 속도와 압력 값을 측정하였다. 측정한 결과 먼저는 압력계수의 이론분포 값과 실험값에 큰 차이가 존재하였고 난류와 층류의 실험값에도 큰 차이가 존재하였다. 이론값은 원기둥 주위의 유동의 특성이 비압축성 비점성인 , 이상적인 유동을 가정하고 계산한 결과이기 때문에 원기둥 , 표면을 지날 때 점성에 의한 박리가 발생하지 않으므로 유동이 대칭성을 띠고 압력계수의 그래프도 대칭성을 나타낸다 반면에 . 실험을 통한 측정값에는 실제유동의 점성에 의한 유동박리가 어느 측정각 이상에 도달할 때 발생하므로 대칭성을 , 띠지 않고 유동과정 중에 손실 유동박리에 의한 상 하류 압력차가 발생한다. 상 하류의 압력차로 항력이 발생함을 실험을 통해 도출한 결과로 확인할 수 있었다. 또한 박리영역에서 압력은 거의 일정하기에 실험을 통해 도출한 그래프 상으로도 어느 각도 이상에서 값이 일정한 구간이 나타나게 됨을 확인하였다. 다만 이번 실험에서 층류유동은 디지털 마노미터가 인식하는 공기의 유동속도 값이 매우 유동적으로 변화하고 값이 너무 작았기 때문에 압력계수값의 변동도 컸다 난류일 . 때의 속도 값은 측정각도가 점점 커지면서 어느 측정각도 이상에 이르러서는 마노미터가 유동속도를 제대로 인식하지 못하였다.

참고자료

· 유체역학 제 8판 / 서상호 외 7명 / 텍스트북스