[화학공학실험] 유량계수 측정 Hydraulic Bench 실험 예비보고서(A+실험레포트)

소개글

"[화학공학실험] 유량계수 측정 Hydraulic Bench 실험 예비보고서(실험레포트)"에 대한 내용입니다.

목차

1.실험제목
2.실험목적
3.이론
4.실험준비물(기구 및 시약)
5.실험방법
6.참고문헌

본문내용

3. 이론
1) 베르누이의 정리(Bernoulli's theorem)
유체역학의 기본법칙 중 하나로 점성과 압축성이 없는 이상적인 유체가 규칙적으로 흐르는 경우에 대해 속력과 압력, 높이의 관계를 규정. 유체의 위치에너지와 운동에너지의 합이 일정하다는 법칙에서 유도한다. 예를 들어, 밑의 그림과 같이 굵기가 변하는 관에 공기를 흐르게 하고 굵기가 다른 부분의 아래로 가는 유리관을 연결한다. 가는 유리관 속에서의 물의 높이를 관찰하면 굵은 쪽에 연결된 물기둥은 그 높이가 낮아지고, 가는 쪽에 연결된 물기둥은 높이가 높아진다. 같은 높이에서 유체가 흐르는 경우 유체의 속력은 좁은 통로를 흐를 때 증가하고 넓은 통로를 흐를 때 감소한다. 베르누이의 정리에 따르면 유체의 속력이 증가하면 유체 내부의 압력이 낮아지고, 반대로 속력이 감소하면 내부 압력이 높아진다. 압력이 높아지면 유리관 속의 물기둥을 더 세게 누르므로 물기둥의 높이가 낮아지고, 압력이 낮아지면 유리관 속의 물기둥을 약하게 누르므로 물기둥의 높이는 높아진다.
이를 식으로 나타내면 유체가 흐름선을 그리며 흐를 때, 두 점 A와 B의 높이 그리고 두 점에서의 압력과 흐르는 속도 사이의 관계를 두 점에서 역학적 에너지가 보존됨을 바탕으로 수식으로 나타낼 수 있다. 기준점에 대한 높이 h 로 위치에너지를, 유체가 흐르는 속도 v 로 운동에너지를, 압력 P로 일(에너지)을 나타낼 수 있는데 어느 한 점에서 이 세 에너지의 합은 다른 점에서의 세 에너지의 합과 같음을 나타내는 식이다. 이 때 유체의 밀도는 변하지 않는다고 가정한다하고 유체의 위치에너지나 운동에너지는 밀도 ρ를 써서 나타내어야 하며, 압력은 유체가 정지 해 있을 때의 압력과 같지 않다.

2) 연속방정식(equation of continuity)
정상류 상태의 유체의 흐름에 질량 보존의 법칙을 적용하여 얻어지는 식으로 관 속을 흐르는 유체의 질량은 어느 점에 있어서나 똑같이 일정하다는 법칙이 적용된다. 이때 단면적이 일정할 경우 유체의 속도는 같으며 단면적이 상대적으로 크면 유체의 속도는 줄어들고 단면적이 작으면 유체의 속도는 빨라진다.

참고 자료

화공생물공학과 공동집필, Experiment for Chemical & Biochemical Engineering, 동국대학교, Second Semester 2016, pp.54-61.
이화영 외 2인, 단위조작, McGraw-Hill, 7th edition, 2014, pp.189-204.
Donald F. Young 외 3인, 쉽게 배우는 유체역학, 홍릉과학 출판사, 2010, pp.411-424.
윤순현 외 5명 공역, 유체역학, 교보문고, 6판, 2012, pp.172-187.
Y. CENGEL, 공학도를 위한 유체역학, McGraw-Hill, 9th Edition, 2014, pp.164-170.
http://blog.naver.com/PostView.nhn?blogId=starletzzang&logNo=120169128681
Warren L. McCabe,Julian C. Smith and Peter Harriott, Unit Operation of Chemical
Engineering, 6th edition, McGraw-Hill, 2001, pp.45-61.