[최신] 기계공학실험 베르누이실험보고서

소개글

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목차

1. 실험 이론
2. 실험 방법
3. 실험결과
4. 실험결과 분석 및 고찰

본문내용

1. 실험 이론
실험목적: ‘벤투리관’과 ‘피토관’ 두 개의 실험장치를 사용하여 유체가 통과하는 관의 지름에 따라 유체의 속도, 압력의 변화를 측정한다. ‘유체의 속력이 증가하면 압력은 낮아진다’라는 베르누이 원리의 정의를 실험을 통해 확인한다. 실험을 통해 속도와 압력의 관계를 도출해내어, 베르누이 방정식에 적용하여 세부적인 전압, 동압, 정압의 관계를 알 수 있으며, 측정한 압력으로 속도를 계산하여, 이를 통해 단면적의 변화 또한 확인할 수있다.

실험이론:
용어정리:
벤투리관: 직관의 도중 유로를 좁혀 대경부와 소경부의 압력차를 측정하여 유량을 측정하는 관을 말한다.
피토관: 유체의 흐름에 있어서 동압과 전압을 측정할 수 있는 유속계의 일종이며, 기본적으로 전압과 정압의 차이를 측정하고 그것에서 유속을 구하는 장치이다. 이것을 유체의 흐름에 따라 놓으면 전압과 정압을 측정해 양쪽의 압력차를 측정함으로써 베르누이의 정리에 따라 흐름의 속도가 구해진다.
베르누이원리: ‘유체의 속도가 높은 곳에서는 압력이 낮고, 유체의 속도가 낮은곳에서는 압력이 높다’ 는 일정한 속도로 흐르고있는 유체의 에너지가 보존된다는 원리를 바탕으로, 유체의 운동에서 속도와 압력은 반비례한다고 도출해낸 원리이다.
베르누이 방정식: 유체가 흐름선을 그리며 흐를 때, 두 점의 A와 B의 높이 그리고 두 점에서의 압력과 흐르는 속도 사이의 관계를 두 점에서 역학적 에너지가 보존됨을 바탕으로 수식으로 나타낸 것이다.

위의 식에서 h는 기체의 움직임에 있어서 실험값에 무시할 수 있을 만큼 작은 값이라 무시한다.
그러면 베르누이 방정식은 로 나타낼 수있는데, P는 정지해있는 유체가 가하는 압력(정압), 유체가 움직이는 경우, 유체가 정지하는 시점에서 유체의 운동에너지가 모두 압력에너지로 변환될 때 그 에너지가 변환만큼 되는 양의 압력을 ‘동압’ 이라고한다. 정압와 동압의 합을 전압이라고한다.

참고 자료

http://www.materic.or.kr 기계.건설공학 연구정보센터 용어사전 ‘벤투리관’ 2019.10.01
https://www.scienceall.com ‘베르누이원리’ 2019.10.01
http://www.doopedia.co.kr 두산백과 ‘베르누이 방정식’ 2019.10.01