마찰계수 측정

소개

마찰계수 측정에 관한 보고서

목차

□ 실험목적
□ 기본개념
□ 실험장치
□ 실험방법
□ 실험결과
□ 토의사항

본문내용

□ 실험목적
원관내 유체유동에 따른 마찰계수를 레이놀즈수의 함수로 측정한다.

□ 기본개념
마찰저항은 원관내에서 유체가 유동할때 관벽 (tube wall)과 유체와의 인력에 의하여 유체의 유동을 방해하는 특성으로 원관내의 완전 발달한 층류유동을 도식적으로 나타내면 아래와 같다.

여기서 포물선은 속도분포를 나타내고 직선은 전단력으로 벽면 전단력
(wall shear stress)은 다음과 같다

여기서 유체의 밀도(), 점도, 평균속도(V), 관 직경 (d)에 의해 결정되는 레이놀즈 수와 관 표면의 거칠기(의 함수로 표현하면
으로 레이놀즈 수는 다음과 같다.

마찰계수(friction coefficient)는 전단력에 의한 압력강하를 설명하는데 Darcy 마찰계수는 마찰에 의한 압력강하를 기준으로 표현한 것으로

그리고 원관내 층류유동에 대한 Darcy 마찰계수는 아래와 같다.


□ 실험장치

본 마찰 측정 실험장치는

물 저장조, 필터, 펌프, 유량계,

원관, 차압변환기로 구성된다.

(1) 유량계 : 로타미터 (rotameter)는 수직의 유동방향으로 단면적이 변화하면서 부유물(float)의 위쪽과 아래쪽의 압력차가 부유물의 무게와 일치할 때 그 부유물의 위치로 유량을 측정하는 기기 (소유량 및 중유량의 2개, 측정범위: 0.06 8 liter/min)
(2) 원 관 : 스테인레스 강관
(직경: 11 mm, 압력강하 측정 구간 길이: 1 m)
(3) 차압변환기 : 스트레인게이지 type, 두 챔버의 압력차를 직류 전압차로 출력하며 액정화면에 지시함.
측정범위: -10000 Pa~ 10000 Pa
(4) DC 전원 공급기 : 차압변환기에 필요한 DC 24V를 공급

참고자료

· 없음