1장 제트의 유동장 측정실험

소개

1장 실험입니다

목차

실험목적

실험내용 및 이론적 배경

실험장치

실험결과

고찰

본문내용

1.1 실험목적
유체의 유동장의 속도를 측정할 수 있는 방법은 여러 가지가 있는데, 그 중에서 흔히 사용되는 것은 피토관과 열선유속계이다. 피토관을 이용하면 평균속도만을 측정할 수 있지만 비교적 정확한 값을 얻을 수 있다. 그러나 열선유속계를 이용하면 매우 불규칙적인 난류 속도까지도 측정이 가능하다.
본 실험에서는 열선유속계를 이용하여 2차원 노즐에서 분사되는 제트 유동장의 속도를 측정하여 제트 유동의 구조를 파악하고, 유동장의 측정법 및 측정 장비인 열선유속계와 피토관의 사용방법, 측정된 자료의 분석 및 취합능력을 함양시켜서 그 응용력을 배양시키고자 한다.


1.2 실험내용 및 이론적 배경

1.2.3 실험내용

노즐에서 분사되는 제트의 유동장은 눈으로 확인할 수 없다. 이러한 유동을 속도 측정 실험을 통해 그 유동의 모습을 파악하고 도시하도록 한다. 측정에 필요한 장비는 여러 가지가 있으나 본 실험에서는 열선유속계의 이용법을 익힌다. 열선유속계를 이용하여 측정된 데이터는 개인용 컴퓨터를 사용하여 분석하고 처리하여 속도장을 표현한다. 열선유속계를 이용한 속도 측정을 위해서는 그 데이터의 신뢰성을 위해 피토관을 이용하여 교정 작업을 수행한다. 동시에 본 실험에서 사용하게 되는 피토관과 열선유속계 작동원리를 익힌다.

1.2.2 이론적 배경
1) 제트 유동의 일반적 특성
노즐을 통하여 분출되면서 주위의 유체보다 국소적으로 높은 속도를 가지는 유동을 제트라 하며, 여기서는 정지된 공간 내로 분사되는 제트에 대한 실험을 수행한다. 제트가 분사회면 그림1에서 보는바와 같이 중심선상에서의 속도가 최대이고 폭방향으로 갈수록 속도가 감소되어 속도가 영으로까지 떨어진다. 이때 제트의 폭은 하류로 갈수록 넓어지고 최대 속도의 크기는 감소된다. 또한, 가장자리로부터는 주변의 유체가 유입된다. 이러한 제트가 하류로 갈수록 넓어지는 정도를 나타내는 척도는 분류반폭(jet half width)을 사용하는데, 그것은 제트 하류의 임의의 위치에서 최대 속도의 반이 되는 속도 크기를 가지는 거리를 측정하여 연결한 선이다.

참고자료

· - 기계공학실험교재편찬회, “기계공학응용실험,” 청문각, 2009, pp1~13
· - http://dlshin.oranc.co.kr/