[A+] 관로마찰계수 측정 실험결과보고서

소개글

"[A+] 관로마찰계수 측정 레포트"에 대한 내용입니다.

목차

1. 서론
1) 실험 목적
2) 이론
2-1) 직관형손실수두
2-2) 오리피스 유량계
3) 추가이론
3-1) 연속이론/유량 및 연속의 법칙(연속방정식)
3-2) 유량의 개요
3-3) 수두

2. 실험
1) 실험 장치
2) 시약조사
3) 실험방법
4. 안전환경 주의사항

본문내용

1. 서론
1) 실험 목적
점성이 있는 유체가 관 속을 흘러갈 경우, 마찰력이 생겨나 유체는 저항을 받게 된다. 유체는 이러한 마찰을 뚫고 흐르기 위해서 유체 자신이 갖고 있는 에너지를 잃게 되며 이는 유체의 압력 손실을 야기한다. 발생한 유체의 압력손실이 배관 흐름의 에너지 손실을 발생하게 하는 것이다. 그러므로 배관에서의 마찰손실 수두를 측정함으로써 배관흐름에서의 에너지 손실을 이해하고 손실의 크기에 관계되는 배관의 표면 마찰계수를 산정함으로 배관 계에서의 손실을 이론적으로 계산하며, 계산된 마찰계수 결과를 Moody Diagram과 비교 분석하여 실험 결과의 신뢰성을 검토할 수 있게 한다. 직관손실실험에는 4가지 종류의 관경, 직관형 손실험에서는 ELBO, 확대축소관, Reducer을 사용한다. 국부손실실험에는 Orifice, Venturi, Nozzle에 대하여 실험한다.

2) 이론
2-1) 직관형손실수두
유동하고 있는 유체의 전 에너지는 운동에너지, 위치에너지, 압력에너지 등의 총합으로서, Bernoulli는 유동방향의 각 위치에서 계산한 전 에너지는 일정하다고 정의하였다. Bernoulli가 유도한 에너지 방정식은 유체가 유동 중에 에너지 손실이 전혀 없는 것으로 가정하여 유도한 식으로서 실제에서는 적용하기가 어렵다. 그림에서 보는 바와 같이 관내에 유동되는 유체의 압력(에너지)는 단면 1과 2 사이를 유동하는 동안 (p1 – p2)만큼의 손실이 발생하나 Bernoulli의 정리에 의하면

이 되고, 또 관의 지름이 일정하므로 연속이론에 의하여 v1 = v2가 되어
이 된다
따라서, 이 이론에 의하면 관내에 유동되는 유체는 유동거리에 관계없이 압력손실이 전혀 발생하지 않는 결과가 된다. 그러나 유동하는 모든 유체는 특별한 경우를 제외하고는 대부분이 난동에 의한 상호충돌과 점성에 의한 마찰의 영향으로 에너지 손실이 크게 발생하게 된다. 이러한 손실의 합을 이라고 할 때 Bernoulli 방정식은 ......<중 략>

참고 자료

Pedlosky, Joseph, “Geophysical fluid dynamics”, p. 10–13, Springer(1987)
Chanson, Hubert, “Hydrau lies of open Chennel Flow”, p.22, Elsevier(2004)
전남대학교 공과대학 화학공학부, “화공기초실험2”, p.26-33, 전남대학교(2022)