유체역학 실험 개수로 실험 에이플러스

목차

1. 실험 목적

2. 이론 및 원리
1) 개수로의 이해
2) 위어
3) 부표에 의한 유속 측정
4) 유속계
5) Reynolds 수
6) Froude수

3. 실험 도구

4. 실험 방법

5. 실험사진

6. 유의사항

7. 실험결과
1) 계산과정
2) 계산 결과

8. 결과분석 및 고찰
1) 결과분석 및 오차분석
2) 오차원인 분석
3) 실험에 대한 고찰

9. 출처

본문내용

1. 실험 목적

위어를 통한 유량과 유속계, 부표를 통한 유량을 비교해보고 기울기에 따른 유량을 비교해 본다.

2. 이론 및 원리

1) 개수로의 이해
물의 흐름은 수리학에서는 크게 개수로 내의 흐름과 관수로 내의 흐름 2가지로 분류한다. 개수로 내의 흐름은 유체가 대기압이 작용하는 자유수면을 갖으면, 수로의 경사에 의해 물의 흐름이 나타난다. 그에 비해 관수로 내의 흐름은 양단의 수압차에 의하여 물의 흐름이 나타나게 된다. 관수로는 수로의 형상이 완전히 고정되어 있으므로 그 유수 단면적이 확정되어 있어 흐름의 현상이 비교적 간단하다. 그러나 개수로는 자유수면의 위치가 시간과 장소에 따라 변하기 쉽고 또한 수심, 유량, 수로 바닥의 경사 및 장유수면의 경사 등의 상호관계에 의하여 개수로 내의 흐름의 상태는 매우 복잡하게 변화한다.
따라서, 개수로 내의 흐름을 해석 하는 것은 쉽지는 않다. 유수 단면적의 계속적인 변화와 중력, 외부 풍압 등 여러 가지 조건등을 고려하여 그 흐름을 해석 해야 한다.

<중 략>

1) 흐름상태 분석

흐름상태는 이 흐름이 상류인지 사류인지, 층류인지, 난류인지에 대해서만 분석하였으며. 우리가 실험에 사용한 물의 흐름은 정상등류로 가정하고 모든 계산을 수행하였다. 부정부등류, 비정상등류, 부정등류 등의 분석은 현재 수업에 배운 내용으로는 해석할 수 없고, 복잡한 Modeling 과정을 통한 매트릭스 해석, 또는 알고리즘을 통한 해석을 수행하여야 한다. 레이놀즈 수와 프루드 수를 알기 위해서는 유체의 동수반경을 알아야 한다. 흐름의 동수반경을 알기 위해서는, 단면적 값을 알고 있으므로 습윤윤변값을 알아야 하는데, 이 습윤윤변 값은 다음과 같은 계산을 통해 알아낼 수 있다. 흐름 단면의 형상을 2차 포물선으로 가정하고 모든 계산을 수행하였으므로, 습윤윤변 역시 2차 포물선의 길이를 알아야 한다. 곡선의 길이는 다음과 같은 식으로 알아낼 수 있다

참고 자료

수리학, 김가현, 청운문화사, 2008년
개정판 수리학, 김경섭외 20명, 형설출판사, 2002년
수리학, 이재수, 구미서관, 2007년