유량 및 압력측정 보고서(벤튜리미터)

최초 등록일
2010.05.03
최종 저작일
2009.04
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소개글

벤튜리미터의 원리와 베르누이 방정식
유량을 측정할 수 있는 여러가지 방법
유속변화와 압력분포의 관계

목차

[1] 실험 목적
[2] 주요 장치
[3] 이론
[4] 실험방법
[5] 실험 결과
[6] 결과분석 및 토의

본문내용

[1] 실험 목적

많은 공학적 문제에 있어서 유동현상의 해석이 꼭 필요하다. 이것을 위해서는 유체의 국소적인 성질, 적분된 성질, 그리고 전체적인 성질의 계측이 필요하다. 본 실험에서는 압력 측정을 통한 유량측정을 통해 유동현상을 이해한다. 또 벤튜리미터의 원리와 베르누이 방정식의 원리를 이해한다.

[2] 주요 장치

벤튜리미터와 총압관(펌프와 유량밸브로 구성되어 있다.)

[3] 이론

① 연속방정식
- 입구의 단면적이 이고 출구의 단면적이 로 변하는 유관에 이상적인 유체(압축되지 않고 일정한 밀도를 가지는 유체)가 흐른다고 가정하자. 이 때, 입구에서의 속도를 , 출구에서의 속도를 라고 하면 가 성립한다.
- 단면적이 좁아지면 속도가 빨라지며, 반대로 단면적이 넓어지면 속도가 느려진다는 것을 표현한 것이다.
② 베르누이 방정식
- 베르누이 방정식은 이상적인 유체의 흐름에 관한 압력, 유속, 그리고 높이에 관한 관계식을 의미한다.
- 1, 2의 두 지점을 비교할 때, 각 지점의 에너지는 동일하다는 것을 가정하여 해결하는데, 이 에너지에는 압력, 위치에너지, 운동에너지가 있다.
- 결과적으로 라는 식을 얻을 수 있다.
③ Venturi meter

- 벤튜리 미터의 기본 형상으로 연속방정식에서 알 수 있는 면적과 유체속도의 관계를 시각적으로 확인 할 수 있다.
- 유체가 단면적이 좁아지는 곳을 지나게 되면 속도가 증가하게 되고 이 때 다른 부분과 압력의 차이가 나타나게 된다. 여기서 얻을 수 있는 압력의 차이와 속도와의 관계를 베르누이 방정식을 통해 알 수 있다. (벤튜리 관의 수평이 맞는다면 위치에너지를 뜻하는 항은 무시하고 생각할 수 있다.)
- 베르누이 방정식에서 위치에너지를 제거한 식 에서 압력을 한 쪽으로 정리하면 라는 식을 얻을 수 있고, 연속방정식을 적용하면 을 얻을 수 있다.
참고적으로 다른 방법으로 정리하면 를 얻을 수도 있다.
- 벤튜리 관의 각 측정지점에는 압력을 측정할 수 있는 관이 있어 각 지점의 압력을 측정할 수 있다. 또한 제작된 단면적은 변하지 않으므로 측정이 가능하다. 는 를 표현하는 과정에서 등장하기 때문에 양변에서 소거될 수 있으므로 위 식에서 혹은 을 제외한 모든 값이 존재하므로 각 지점에서의 유체의 속도를 측정할 수 있다.
- 단면의 직경, 압력측정계의 높이를 식에 대입시켜

참고 자료

없음

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