유출 결과보고서

목차

1. 실험 목적
2. 결과
3. 토의
4. 결론
5. 참고 문헌
6. 실험 Data 처리

[별첨] Data table 원본

본문내용

표면마찰과 급축소, 관 이음쇠에서의 마찰 손실을 고려하여 베르누이 방정식을 통해 관의 길이와 직경에 따른 액체의 유출 시간과 속도를 측정해보는 실험. 실험값과 이론값과 오차는 평균적으로 65% 정도 되는데 이에 대한 원인은 다음과 같은 오차 발생 원인 때문이라고 생각함,
1. 수조와 연결관 사이의 누수
수조와 연결관을 연결한 이후 밸브를 열어주고 실험을 진행하다 보면 밸브 주위에서 물이 흘러내리는 것을 볼 수 있었음. 이는 수조 밑부분에서 약간씩 누수가 발생한다는 것이고 유출이 더 많이 일어났을 것임. (유출 속도가 빨라진 원인 중 하나) 수조의 유량과 관의 출구 유량이 다른 비정상상태로 실험이 진행됨.
2. 베르누이 방정식의 가정
베르누이 방정식에 적용하는 조건은 정상상태, 비압축성, 비 점성유체로 가정함. 이를 통해 유체의 속도 변화, 압력손실을 예측하는 데에 도움이 되지만, 가정을 만족시킨 실험값은 오차가 발생함. 수조를 정지시켜 물의 움직임이 아예 없는 시점에서 실험이 시작되어야 하는데 실험실 내 바닥의 진동으로 인해 이를 지켜주지 못해 정상상태를 유지하지 못한 점도 오차의 원인에 해당함.
3. 연결관 내부의 표면 모양에 의한 오차
실험 전 연결관을 보면 관과 밸브가 고정이 안 되어있을 정도로 매우 오래 사용된 실험기구임을 알 수 있었음. 수많은 유출 실험을 하면서 연결관 내부에 손상을 입을 수 있음. 내부에 표면이 매우 매끄럽지 않을 가능성이 크기 때문에 이로 인한 오차가 발생했을 수 있음. (그러나 이는 유출 속도를 줄이는 원인임.)
4. 실험 측정 과정에서의 오차
실험 과정을 살펴보면 30cm 지점과 20cm 지점을 표시해 놓고 같은 유량이 유출될 때의 시간을 측정하여 속도를 구함. 그러나 이는 측정자가 직접 눈으로 보고 기록하는 것이기에 정확한 데이터를 측정하지는 못했을 것이라고 예측.

참고 자료

유체역학, 김영득 외 3명, 대영사, 2015, p17~93, 158~160, 218~223
단위조작 7판, Warren L, McCabe, Mc Graw-Hill, 2005, p45, 55, 70~86, 101~104
PERRY'S CHEMICAL ENGINEERS' HANDBOOK(8th edition), Bruce E. Poling 외 4인, McGRAW HILL, 2-28