[이동현상실험] Fluid Circuit

소개글

화학공학-이동현상실험 레포트

목차

1. 실험 목적
2. 이론
(1) 마찰손실
(2) 유량 측정
3. 실험 장치

4. 실험 준비물
5. 실험 방법
6. 실험결과 고찰
7. 고 찰

본문내용

1. 실험 목적

⑴ 비 압축성유체가 관 내를 흐를 때 발생하는 압력의 강하를 이해한다.
⑵ 흐름에서 유속과 마찰계수, Reynolds Number, 조도, 두손실의 관계를 실험을 통해 알아본다.

2. 이론

배관을 하는데 있어서는 여러 가지의 밸브나 fitting등을 사용한다. 그런데 이런 것들을 사용함으로 우리가 원하는 유동을 얻을 수 있지만 그로 인하여 어느 정도의 에너지손실이 있어서 보다 많은 에너지를 필요로 한다. 유체가 직선 관, T자, 엘보(Elbow), 벤튜리 유량계, 오리피스 유량계 등을 통해 흘러가는 동안에 생기는 두손실을 구하는 것이 이 실험의 목적이므로, 각 과정의 압력강하를 측정하여 두손실과 마찰계수를 구한다. 이 실험에서는 fluid circuit 이라는 실험장치를 사용한다. 이 장치는 여러 가지 fitting에 대한 압력손실을 manometer에 의해 간편히 측정할 수 있도록 고안된 장치이다. 이것으로 흐름의 방향과 속도를 바꾸어 가면서 여러 fitting에 대한 압력손실을 구해본다.

(1) 마찰손실
Bernoulli equation은 다음과 같다.
(1)
(, : 중력가속도, : bulk flow velocity, : 높이,
: 압력, : 밀도, : shaft work, : 마찰 손실)
Piping network에서의 손실은 곧은 파이프에서의 흐름에서의 손실과 fitting에서 오는 손실 두 가지로 나눌 수 있다. 곧은 파이프에서의 손실은 다음과 같이 구할 수 있다.
표면이 매끈한 원관재를 유체가 흐를 때 레이놀즈수와 유동의 형태와 Friction factor와의 관계를 나타내면 아래와 같다.
유체가 관을 지날 때의 압력강하를 고려해보자. 단면적이 같으며 비압축성인 경우 Continuity Equation에서 <V>1=<V>2이다. 관이 수평으로 놓여 있고 shaft work가 없다고 생각하면
(2)
한편, 유체역학에서 friction factor f는 다음과 같이 정의된다.
(3)

위의 식을 식 (2)에 대입하면,
(4)

참고 자료

없음