유체공학실험 유체관로 부손실 측정 실험보고서

소개

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목차

1. 실험 요약

2. 유체관로부 손실 측정
1) 실험 목적
2) 실험 관련 이론
3) 실험장치 및 방법
4) 실험 결과 및 토의
5) 참고문헌

본문내용

실험 요약
-유체관로 내에서 유동은 파이프 입구, 곡관, 관부속품 등을 통과한다. 이때, 유동마찰로 박리가 발생한다. 이러한 파이프 구성요소로 인한 유동 저항에 의한 손실을 부손실이라 한다. 이번 실험은 유체 관로내의 확대관, 축소관 그리고 관 부속품의 부손실을 측정하기 위한 실험이다.
실험 장치는 그림 1의 유체관로 부손실 측정 장치를 이용한다. 장치는 유량측정 게이지, 유량조절밸브, 액주계 등으로 이루어져 있다. 이 장치를 통해 우리는 확대관, 축소관, 마이터관, 엘보관, 단곡관, 장곡관에서의 수두손실을 알 수 있다.
실험 방법은 다음과 같다. 수조에 물을 채우고 전원장치를 연결하여 전원을 공급한다. 밸브를 개방하여 관로 내의 공기를 제거하고 밸브를 이용하여 유량과 관로 내 압력을 조절한 후 공기 흡입 나사를 이용하여 마노미터에 공기를 유입시킨다. 수두차를 액주계를 이용하여 읽으며 유량 측정 게이지와 스톱워치를 이용하여 유량을 구한다. 유량을 바꾸어 가면서 반복 실험하며 결과값을 측정한다. 유량을 바꾸는 것은 층류와 난류, 천이가 일어날 때의 수두손실의 차이를 알기 위함이다.
실험은 원래 층류, 난류, 천이할 때에서 측정해야 하지만 실제로 천이가 되는 상황을 파악하는 것은 굉장히 어려우므로 층류에서 1회, 난류에서 2회의 실험을 진행했다. 3번의 실험결과, 오차가 크게 나오긴 하지만 각 관부속품에서의 손실계수 K값은 이론적으로 구한 값과 비슷한 경향을 보였다. 하지만 모든 실험에서 축소관에서의 손실계수는 다른 경향을 보였다. 또한 유일하게 3차 실험에서만 엘보에서의 손실계수 또한 다른 경향을 보였다. 이론 손실계수의 크기는 확대관=엘보=단곡관=장곡관<축소관<마이터관 순서이다.

참고자료

· 유체관로 부손실 실험교안
· Robert W. Fox/Philip J. Prtchard/McDonald, Fluid Mechanics, 9th E, WILEY, 2017, 410~426p
· 유체기계공업학회, 유체기계용어사전편찬위원회 편, 유체기계용어사전, 도서출판 봉명, 2006,p. 31/77/96