제트충돌실험

소개

제트충돌실험

목차

요 약
1. 목적
2. 관련 이론
3. 실험 장치 및 방법
4. 결과 및 토의
5. 참고문헌

본문내용

요 약


공학적으로 다양하게 응용되고 있는 제트충돌(jet impinging)실험은 수직, 단거리 이착륙기의 발진, 미사일 발사시스템, 다단로켓의 분리, 전투기 동체, 날개, 후미 부분에서 발사되는 미사일의 배기가스가 주변장치등에 충돌할 때 발생되는 문제점 등을 사전 예측하여 관련장비의 설계시 유용한 자료로 이용되기 위한 기초 단계의 실험이다. 본 실험의 목적은 형상이 다른 물체에 제트에 의해 작용하는 힘을 구하고 이를 이론값과 비교하는 것이다. 실험과정은 우선 Target를 Rod와 조립한 후 실험장치의 수평을 맞춘 후 Weight Pan의 선을 Level Gauge에 맞춘다. Pan에 추를 올린 후 Pan의 중간에 그려진 선이 Level Gauge와 일치되도록 유량을 조절한 후 초시계를 이용하여 유량을 측정한다. 추의 질량을 추가하며 위 과정을 반복하며, 하나의 Target에 대한 실험이 끝나면 다른 Target에 대해서 같은 방법으로 실험한다. 노즐로부터 분사되는 물이 X축에 관해 대칭인 평판날개에 부딪히는 경우 운동량 방정식으로부터 를 유도할 수 있고, 이에 사용한 평판에 따라 90〫 [], 120〫 [], 반구형[] 의 식을 유도할 수 있다. 여기에서 구한 F는 실험 값에 해당된다. 위 식을 분석해보면 힘F는 형태에 상관없이 유량에 비례함을 알 수 있다. 이론값(F=ma)을 위에서 구한 실험값과 대조를 해본 결과 힘은 반구형Target에서 가장 크게 측정되었고 120도와 90도 Target이 뒤를 이었다. 이에 반구형 Target이 가장 적은 유량으로 가장 큰 일을 하는 가장 효율적인 Target으로 결론을 내렸다. 실험에 대한 오차의 원인은 1. 실험기구의 수평 여부에 대한 오차, 사람의 눈으로 수위계를 보고 측정한다는 점, 초시계를 정확한 시간에 정지하지 못한다는 점 등이 있겠다.

참고자료

· 1) 기계유체역학. 장기석. 일진사. 2007년 8월 20일
· 2) 최신 유체역학. 고한서, 김현정, 성재용, 이계복, 주상우. (주)교학사. 2008년 2월 5일
· 3) 최신 유체역학. 권양구, 조운. 도서출판明源. 2002년 8월 2일