[A+] 부산대학교 기계공학부 기계공학실험(2) 오리피스 실험 보고서

목차

1. 실험 목적
2. 실험기기
3. 실험에 관련된 이론 및 원리
4. 실험방법
5. 실험결과 및 고찰
6. 참고문헌 및 출처

본문내용

1. 실험 목적
오리피스를 이용하여 실제 유량과 이론 유량의 비율의 토출계수(discharge coefficient)를 구하고 레이놀즈 수와의 관계를 알아본다.

2. 실험기기
오리피스 실험장치(AD-OMU100), 피토정압관, 컴퓨터(LabVIEW 프로그램)

3. 실험에 관련된 이론 및 원리
(1) Bernoulli Equation
정상유동에서 점성효과가 무시되고, 비압축성 유동으로 가정하며, 유선을 따라서 적용되는 식이다. 유선에서 흐르는 속도와 압력, 높이의 관계를 역학적 에너지 보존 법칙을 바탕으로 식으로 나타낸 법칙이며 식은 다음과 같다.

(2) Reynolds Number
유체요소에 작용하는 점성력에 대한 관성력의 비를 나타내는 척도이다. 유동의 종류마다 다른 임계 값을 가지며 레이놀즈 수가 특정 값보다 작으면 층류, 크면 난류라고 할 수 있다. 식은 다음과 같다.

(3) 오리피스
[그림 3]에서 보이는 것처럼 파이프의 두 플랜지 사이에 구멍이 뚫린 판을 끼워 넣어서 만든 것이며 베르누이의 법칙을 통해 면적이 좁아지는 판을 지날 때 유체의 속도가 증가하고 압력이 감소함을 이용하여 압력차를 측정할 수 있는 장치이다. 수축류에 있는 점 (2)에서의 압력은 점 (1)에서의 압력보다 작다. 연속방정식을 적용하여 다음과 같은 식을 도출할 수 있다.

참고 자료

Philip M. Gerhart, Andrew L. Gerhart, John I. Hochstein, Munson, Young and Okiishi's Fundamentals of Fluid Mechanics, Ninth Edition, Wiley, 2020.