공동현상 실험

목차

Ⅰ. 실험 결과 요약

Ⅱ. 공동현상 실험
1. 실험 목적
2. 실험 관련 이론
2.1. 베르누이 방정식
3. 실험장치 및 방법
3.1. 실험 장치 및 개략도
3.2. 실험 방법
4. 실험 결과 및 토의
4.1. 실험 결과
4.2. 실험 토의 및 느낀점
5. 참고문헌

본문내용

공동 현상이란 유수 중 어느 부분의 정압이 물의 온도에 해당하는 증기압보다 낮아 졌을 때 물이 증발하고 낮은 압력으로 인해 물에 용입되어 있던 공기가 기포가 되어 소음과 진동이 발생하는 현상을 말한다. 공동 현상 실험의 목적은 직접 물의 유량과 압력을 조절하여 공동 현상을 발생시킴으로써 모습을 직접 관찰하고 발생 조건을 확인해보는 것이다. 실험에는 물을 유동시켜주는 F1-10 수력 벤치, 공동 현상을 눈으로 직접 확인 할 수 있는 F1-28 공동 현상 증명 장치, 온도계, 초시계를 이용 하였다. 실험 방법은 먼저 오른쪽 끝 볼 밸브를 완전히 개방하고 F1-10스위치를 켜서 시험관 내부에 공기 없이 물로 가득 차게 한다. 그 다음 F1-28왼쪽 끝의 입구 칸막이 밸브를 조금씩 열어감에 따라 1, 2, 유량, 물의 온도를 측정한다. 그리고 공동 현상이 일어나는 시점 또한 기록해 둔다. 그 후에 실험을 통해 얻은 데이터를 이용하여 공동 현상이 발생하기 시작하는 지점의 2를 해당 온도의 물의 증기압과 비교해 본다. 실험 시 정확한 측정을 위해 밸브를 조금씩 열 때마다 계기판의 바늘이 완전히 멈출 때 까지 기다렸다가 측정을 하고 다음 단계로 가도록 한다. 실험 결과를 분석해 보면 유량을 증가시켜 물의 속도를 높여감에 따라 2가 점점 감소하는 것을 볼 수 있었다. 실험 시 물의 온도는 24도였는데 물 증기압 표를 참고한 결과 이때의 물의 증기압은 약 2.982 이었다. 실제로 실험 시 소음과 진동을 동반한 캐비테이션 현상이 일어났을 때의 2를 물의 증기압과 비교해 본 결과, 물의 증기압보다 2가 낮게 측정 되었다. 그 후 2는 계속 감소를 하다가 일정 수준에 도달 하면 더 이상 내려가지 않고 거의 일정한 값을 유지 하였다. 이를 통해 공동 현상이란 유수에서 어느 지점의 정압이 물의 해당 온도의 증기압보다 낮아졌을 때 발생하지만 유속을 계속 높인다고 해서 정압이 물의 해당 증기압 아래로 계속 떨어지지는 않는다는 것을 확인할 수 있었다.

참고 자료

유세인트 e-campus 공동현상 실험 교안
Robert W. Fox, Alan T. McDonald, Philip J. Pritchard, John W. Mitchell, Fluid Mechanics, WILEY, 2015