유체역학 보고서 - 원주의 유체저항 측정

소개글

원주의 유체저항 측정에 대한 유체역학 보고서

목차

 실험목적
 실험장치
 실험방법
 실험 결과 및 고찰

본문내용

 실험목적
- 균일한 흐름 안에 놓인 원주에 대해 그 주위의 압력분포 및 후류(wake)의 속도 분포를 측정하고, 후류의 속도분포로부터 저항계수를 산출하고, 압력분포 및 저항계수가 어떻게 변화하는가를 조사한다.

 실험장치
- 송풍기(Wind Tunnel) : 송풍기의 출구의 크기는 높이와 폭이 모두 200 mm이며 유동속도는 송풍기의 회전수를 변화시켜 바꾼다.
- 원주 : 원주는 송풍기 출구 면에서 27 cm 정도 떨어진 곳에 설치되며 축을 중심으로 회전할 수 있도록 되어 있다. 여기서 사용하는 원주의 직경은 20, 50, 70 mm이다.
- 피토관(Pitot Tube) : 유동의 속도는 피토관을 사용해서 측정한다.
-디지털 마노미터(Digital Manometer) : 원주표면의 압력 및 후류(wake)의 동압은 디지털 마노미터를 사용하여 측정한다.

 실험방법
- 송풍기를 운전하기 전에 피토관과 원통용 마노미터의 0점을 각각 조정하고 대기 상태에서의 압력 값을 측정한다.

* 원주의 압력분포 측정
- 피토관용 마노미터의 측정값을 , 원주용을 라고 하고, 원주에서의 압력을 , 상류 균일 흐름의 압력을 라 한다.
1. 인버터를 이용하여 송풍기를 회전시킨다.
2. 피토관을 이용하여 상류의 속도를 측정한다.()
3. 원주면의 의 값이0인 부근에서부터 기점(흐름이 양방향으로 갈라지는 점) 위치를 지나 후방 180도까지 여러 값에 대해 (-)를 측정한다.()

* 후류의 속도분포 측정
- 원주 후방에 후류라고 불리어지는 영역이 나타나 있으며 원주의 영향을 받아 흐름이 교란되고 있다. 후류 내부의 총압, 정압 및 속도를 각각 , , 이라고 한다. 후류 밖의 흐름은 균일 유동이며 원주에서 충분히 떨어진 상류와 같은 상태이며 거기서의 총압, 정압 및 속도는 각각 , , 이다.
1. 상류에서의 (-)를 측정한다.
2. 피토관 첨단을 이송장치를 이용해 상단 또는 하단 면에서부터 이송하면서 유속이 최고가 유지되는 부근의 시작점을 찾는다.
3. 이로 부터 후류를 지나 속도가 회복될 때까지 (-)을 측정을 한다.

참고 자료

- "Fluid Mechanics : Fundamentals and Applications, McGraw-Hill,"
저자 : Yunus A.Cengel, John M. Cimbala