기계공학실험 - 제트반동

소개글

기계공학실험 - 제트반동

목차

서론
1. 실험목적
2. 이론 및 원리
본론
3. 실험방법
결론
4. 실험결과 / 분석
5. 토 의
6. 참고문헌

본문내용

서론

1. 실험목적

압력을 받은 유체의해 얼마만큼의 기계적 일이 발생하는지 알아보는 것으로, 유체의 압력을 이용하여 빠른 속도의 분류(jet)를 생성한다. 이렇게 생성된 분류(jet)를 반구형 깃의 중앙을 향하도록 한다.
본 실험은 물의 분류가 반구형 깃에 부딪힐 때 발생되는 힘을 측정하고, 이를 분류의 운동량과 비교해 봄으로써 충력량-운동량 원리에 대해 알아보도록 한다.

2. 이론 및 원리

압력을 받고 있는 유체로부터 기계적 일을 유출해 내는 한 방법은, 그 압력을 이용하여 유체를 가속시켜 빠른 속도의 분류(Jet)가 되도록 하는 것이다. 이렇게 하여 가속된 분류는 터빈의 깃을 치게 되고 이 마찰력으로 인하여 터빈은 회전하면서 기계적인 일을 하게 된다.
Nozzle로부터 분사되는 방향인 y축에 관해 대칭인 평판날개에 유속 U0 m/sec로 Q m3/sec 의 충격을 가한 후 β의 각도로 전향되면서 유속이 U m/sec된다고 가정하자. 날개를 치기 전후의 고도 차와 정수압 차는 아주 작으므로 거의 무시하면 날개를 향해 y방향으로 유입하는 물의 Momentum은 ρQU0이며 날개를 떠나는 물이 가지는 운동량의 y방향 성분은 ρQU cosβ이다.

역학적-운동량의 원리란 충격전후의 운동량의 변화율이 바로 충격량과 같음을 의미하므로

날개로써 평판을 사용할 경우 β=90°로 가정할 수 있으므로

한편 반원형 컵을 사용할 경우에는 β=180°로 가정할 수 있으므로 다음과 같아진다.

전술한 바와 같이 Jet가 날개를 치기 전후의 물의 고도 차와 정수압 차를 무시할 때 v1의 최대치는 v0가 되므로 반원형 컵이 받는 최대 충격력은

Jockey의 무게는 0.610(kg) * 9.81(N). jockey가 영점으로부터 y만큼 움직였을 때, vane이 얻을 수 있는 힘 F는 Moment의 평형으로 얻을 수 있다.

참고 자료

유체역학 : Fox / 유상신 외 역 / 사이텍미디어
유체역학 : John A. Roberson / 김경호 외 역 / 희중당
유체역학 : Yunus A Cengel / 김내현 외 역 / 인터비젼
위키 대백과 사전 : http://ko.wikipedia.org/wiki/