[유체역학실험]제트충돌실험

소개글

유체역학실험 제트충돌실험 레포트 입니다.

목차

실험 결과 요약
유 체 공 학 실 험 보 고
-제목 : 제트충돌 실험
1. 실험 목적
2. 관련이론
3. 실험장치 및 방법
4. 실험 결과 및 토의

본문내용

실험 결과 요약

일한 질량의 추를 설치하고 체적을 동일하게 하더라도 Target plate 형상을 90, 120, 180 으로 바꾸었더니 Target plate에 충돌하여 일정한 체적이 되기 위한 시간은 다르다는 것을 알 수 있다. 또한 동일한 Target plate 형상이더라도 추의 질량의 차이에 의하여 동일한 체적이 되기 위한 시간은 추의 질량이 가벼울수록 크다는 것을 알 수 있다.
제트에 의해 작용하는 힘 는 물의 밀도와 노즐의 단면적은 일정한 상태에서 추의 질량에 따라 유량이 증가하므로 힘 는 증가한다는 것을 알 수 있다. 즉 추의 질량이 무거울수록 제트에 의해 작용하는 힘 또는 제트충돌의 힘은 증가한다는 것을 알 수 있다. 또한 Target plate의 형상에 따라 제트에 의해 작용하는 힘은 동일한 추의 질량에서 다르다는 것을 알 수 있다. 오차의 원인은 스프링 탄성의 균등한 작용 및 완전한 정상상태 유지의 어려움 등이 있었다. 하지만, 가장 큰 원인은 실험장치의 수평이 완전하게 맞추어지지 않아서 제트가 분출되어 target에 부딪히고, 그 다음에 발생되는 물줄기가 다음에 올라오는 제트를 방해해서 target에 힘을 전달하는데 방해작용을 하였다. 불완전한 수평으로 인해 그 방해 작용이 골고루 이루어지지 않고 어느 일부분에 집중되었을 것으로 추측된다. 이번 제트충돌실험은 노즐에서 분출되는 액체의 유량을 증가시키면 분출속도의 증가로 이어지고 이것은 제트에 의해 작용하는 힘의 증가로 이어진다는 것을 확인했다. 실험 결과를 측정하면서 동일한 질량에 각 형상의 차이로 인해 다른 크기의 힘이 나타나는 것을 알았다. 이러한 형상을 잘 이용한다면 똑같은 힘이 주어질 경우 형상의 차이만으로도 서로 다른 힘을 전달할 수 있을 것 같다는 예상도 해볼 수 있었다.
유 체 공 학 실 험 보 고

-제목 : 제트충돌 실험

1. 실험 목적

압력을 받는 유체의 흐름으로부터 기계적인 일을 얻는 방법 중의 하나가 바로 고속의 분류가 미치는 압력을 이용하는 것이다. 물 분류(water jet)는 통상 터빈의 바퀴에 달여있는 날개를 치게 되며, 이 충격력으로 인해 터빈이 회전하면서 기계적인 일을 하게 된다. 이 동력은 발전기에 의해 다시 전기에너지로 변환하게 되는 것이다.
이와 같이 분류의 충격 원리를 이용하여 발전하는 수차(water turbine)는 90%의 효율로 약 10만KW 이상의 출력을 발생시킬 수 있도록 제작되고 있다. 따라서 보다 높은 효율의 수차를 개발하기 위해서는 수차에 사용되는 날개 형상과 그 때의 충격력을 계산해 둘 필요가 있다. 이를 위해 본 실험에서는 유체가 여러 가지 형상의 날개에 부딪힐 때 발생하는 충격력을 결정해 보기로 하자.

참고 자료

(1) Sin jung chul , Basic fluid mechanics , 2000 , p72 ~ 88
(2) Park jung ki , min yong ki , Fluid mechanics , 1998 , p141 ~ 160
(3) Richard J. Gross , John I. Hochstein , Fundamentals of fluid mechanics , 1992 , p112 ~ 130
(4) Yun jae bok , Kim yung ho , Lee jang hwun , 2003 ,Fluid mechanics ,p62 ~ 69
(5) Rovert W.Fox and Alan T.McDonald
"Introduction to Fluid Mechanics" 4th edition, John Wiley & Sons, Inc. 1994