유량측정실험

소개

유량측정실험

목차

1) 실험목적
2) 이론
3)실험방법
4) 실험결과의 정리
5)Discussion

본문내용

1) 실험목적

유량 측정 방법에는 여러 가지가 있으나 이 중에서 관로에 장애물을 설치, 압력차를 이용하여 유량을 측정하는 장애물형 유량계가 제작 및 설치가 용이하므로 가장 많이 사용되고 있다. 본 실험에서는 장애물형 유량계의 특성 및 사용방법을 익히고 유량 보정에 대하여 알아본다.

2) 이론

유체가 관로를 흐를 때 관로에 방해물을 설치하여 단면적이 변하면 속도가 변하며 따라서 압력도 변화가 생긴다.
이와 같은 원리를 이용한 유량계를 obstruction flow meter라 하고 1)orifice meter 2)ventury meter 3)nozzle 등이 이에 속한다.
비압축성 유체가 그림 7.10과 같이 단면적이 축소하는 관로를 따라 흐를 때, 단면적이 각각 A1,A2인 지점 1,2에 베르누이 방정식과 연속방정식을 적용하면,

(1)
(2)

와 같은 관계가 성립한다.
우선 유로에서의 에너지손실을 무시하면 유량 Q는 식 (1),식 (2)으로부터

1) 벤츄리미터
벤츄리미터는 비교적 유체의 에너지손실이 적도록 하기 위하여 유로가 완만히 수축, 확대되도록 설계되어 있다. 일반적으로 약 20도 각도의 원통형 축소부와 길이가 짧은 원통 부분, 5~7° 정도의 원통형 디퓨져(diffuser)로 구성되어 있으며, 이들의 각 중심이 동일직선상에 위치하도록 설계되어 있다.
벤츄리미터는 다른 유량계들에 비하여 경계층의 박리가 심하지 않으므로 에너지손실이 작으나 노즐이나 오리피스에 비해 고가인 것이 단점이다.

(2) 노즐
유량을 측정하기 위하여 관로의 중간에, 또는 말단에 설치하는 유동노즐은 유로를 축소하기 위한 만곡 된 수축부와 길이가 짧은 원통형의 종단으로 구성되어 있다. 따라서 벤츄리미터에서 디퓨져 부분을 제거한 형상과 같게 된다.(그림 7.12)
벤츄리 미터에서 디퓨져 부분은 유체의 역할을 하므로, 유동노즐에서는 벤츄리 미터에서 보다 더 큰 에너지 손실이 발생한다.
관로 중에 유동노즐을 설치하게 되면 노즐 종단인 단면 2에서의 압력을 측정하기는 매우 어렵다. 따라서 보통 노즐 입구로부터 0.5d1 하류의 관 벽에 압력 공을 설치하여 잰 압력 p2를 단면 2에서의 압력 대신 식(7.22)에 대입하여 사용한다. 물론 p2는 단면 2에서의 압력과 다르지만, 실험계수 Cv에 흡수될 수 있으므로 큰 문제가 되지 않는다.

참고자료

· 서명 : ENGINEERING FLUID MECHANICS 7th EDITION
· 저자 : Clayton T.Crowe외 2명
· 역자 : 김경호 외 3명
· 출판사 : 싸이텍 미디어