사출경로

소개

오리피스의 구조를 이해하여 이를 통해 흐르는 흐름의 단면 수축과 에너지 손실을 관찰 및 유량 측정하여 수축계수와 유량계수를 실측하고 이론 값과 비교한 뒤 토리첼리의 정리와 베르누이의 정리를 이해한다

목차

Ⅰ. 실험목적
Ⅱ. 실험기계기구
Ⅲ. 실험방법
Ⅳ. 이론적배경

본문내용

Ⅰ. 실험목적
오리피스의 구조를 이해하여 이를 통해 흐르는 흐름의 단면 수축과 에너지 손실을 관찰 및 유량 측정하여 수축계수와 유량계수를 실측하고 이론 값과 비교한 뒤 토리첼리의 정리와 베르누이의 정리를 이해한다

Ⅱ. 실험기계기구
오리피스 자유 분출장치, 초시계, 양동이

Ⅲ. 실험방법
① 오리피스의 모양과 크기를 측정한다.
② 오리피스 유출구 아래에 수면을 맞추어 눈금을 읽는다.
③ 오리피스의 유출구를 막고 오리피스의 중심 위치에서 높이 H까지 수면을 높다.
④ 오리피스의 유출구 막이를 떼어내고 유출량과 같은 유량을 수조 속으로 계속 급수한다.
⑤ 수면이 항상 H의 높이를 유지하게 한다.
⑥ 원형 및 정사각형 오리피스에서 유출량을 t초간 수조로 받아낸다.
⑦ 같은 수위에서 2회 측정한다
⑧ 수위를 6~8회 측정한 뒤 결과를 정리한다.

Ⅳ. 이론적배경

오리피스를 통한 흐름의 에네지 손실을 무시하고 자유수면과 오리피스에 베르누이를 적용하면 여기서 , 및 이므로 상기식은
, 이므로

오리피스를 통과한 실제의 흐름은 에너지 손실이 있으므로 수축단면에서의 유속 는 이론 유속 보다 작으며 이것은 피토관으로 측정되는 수두 로부터 계산된다.
즉,
따라서 가 오리피스를 통해 발생되는 손실수두이며 유속계수라 한다.
또 오리피스 단면적에 대한 수축단면의 면적비를 수축계수라 하며
로 표시한다. 유량계수 는 <식4>와<식5>를
<식6>에 대입하면, 다음과 같다. 즉, 유량계는 유속계수와 수축계수의 적으로 표시되며 실험에서 측정한 항으로 표시하면
여기서 Q와 H는 실측한 값이고 A는 오리피스의 단면적이다.

[A]
실험을 통한 유량계수는 1.2정도로 경험식에 의한 유량계수 0.6에 비하여 2배의 차이가 발생하였다. 그러나 유량계수에 따른 사출경로를 보면 실제실험에서의 사출경로와 정수두를 유지하며 측정한 유량계수의 사출경로가 거의 비슷함을 알 수 있다. 이는 실험을 통한 유량계수는 거의 일치함을 의미한다.

참고자료

· 없음