1. 실험 목적
- 저수조의 물을 펌프로서 고수조에 펌핑하고, 그 유량을 관내에 흐르게 하여, 관마찰 실험, 벤추리, 노즐, 오리피스를 통한 유량의 측정실험, 직관과 곡관 및 급확대 , 축소관에서의 압력 손실 실험 등을 측정하여 연속 방정식, 베르누이 방정식, 달시-바이스바흐식의 이해를 통하여 배관계의 손실을 측정하고 복합배관(Multi-Piping System; MPS)에서의 유량안배원리를 이해함으로 유량제어개념을 이해한다.
2. 기초 이론
가. 유량측정실험
[그림 ]
- 유체가 관로를 따라 흐를 때 관의 단면적이 변화하게 되면 관의 단면적 변화에 대응하는 유체의 압력변화가 생긴다.
이러한 압력변화를 이용한 유량계를 압력차 유량계라 하며, Oriffice meter, Ventury meter, Nozzle등이 이에 속한다.
비압축성 유체가 [그림 1]과 같이 단면적이 축소하는 관로를 따라 흐를 때, 단면적이 각각 ,인 지점 1, 2에 베르누이 방정식과 연속방정식을 적용하면
(1)
(2)
와 같은 관계가 성립한다.
우선 유로에서의 에너지 손실을 무시하면 유량 Q는 식 (1),(2)로 부터
(3)
과 같이 된다.
유량계의 손실계수
- 3개의 평행으로 연결된 관 중앙에 다음 3개의 베르누이 간섭원리에 의한 유량계가 설치 되어 있다. 각 유량계 전후의 손실크기를 측정하기 위하여 각 단순관의 손실을 다음 실험데이터를 얻은 후에 계산하도록 한다.
비고
횟수
Q
V
Re
hL(계산)
h1(실험)
오차
ventury
1회
0.001016706
0.946068063
35004.51833
0.049
0.09
0.041
2회
0.000494795
0.460417517
17035.44813
0.012
0.03
0.018
Nozzle
1회
0.005670273
8.955660306
254340.7527
10.364
89.5
79.136
2회
0.003091311
4.882433141
138661.1012
3.080
25
21.920
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