실험보고서 - 회전하는 용기에서의 유체 압력분포

소개

회전용기에서 유체가 회전하면서 가지는 속도의 구배에 따른 압력분포를 알아보고 이론값과 측정값을 비교하는 실험의 보고서이다.

목차

1. 서론
1.1 실험 목적
1.2 사용기기 및 재료
1.3 실험방법

2. 본론
2.1 이론적 배경
2.1.1 강체회전운동(등속회전운동)
2.1.2 수면 방정식
2.1.3 수평등가속도를 받는 유체
2.2 실험 결과

3. 결론
3.1 오차 해석
3.2 개선점 및 문제점

references

본문내용

1. 서 론

1.1 실험 목적

유체의 회전으로 인하여 발생하는 원심력장에서 수위의 변화를 측정하고, 회전하는 용기에서 속도구배에 따른 유체의 압력변화가 어떻게 일어나는지 그 원리를 알아보고자 함이다.

1.2 사용기기 및 재료


Fig. 1 비커 회전 장치


비커 회전 장치 - 모터, 비커, 알루미늄 지지대, 나무도막, 기계 가공한 축 등
오실로스코프
디지털 카메라

1.3 실험 방법

① 회전 장치를 수평이 되도록 조정한다.
② 디지털 카메라를 이용하여 정지수면을 잰 다.
③ 모터를 저속으로 구동시켜 비커를 회전 시킨다.
④ 오실로스코프를 이용하여 비커의 각속도
를 측정한다.
⑤ 디지털 카메라를 이용하여 수면의 변화를 촬영한다.
⑥ ③~⑤과정을 반복해서 실행한다. 이때 모터 를 전보다 더 빨리 구동시켜서 실험한다.
⑦ 이론적으로 계산된 값과 이론값을 비교한 다.

2. 본 론


Fluid Mechanics


2.1 이론적 배경

2.1.1강체회전운동(등속회전운동 : 강체 渦운동)

용기가 일정한 각속도 로 충분히 오랫동안 회전하여서 그 안의 유체가 강체회전운동에 도달하였다고 가정한다.

강체운동에서

속도=병진운동속도+회전운동속도(:위치벡터)

<중 략>

회전 기구를 만들 때 편심이 생기지 않게 축을 짧게 만들고 진동을 줄이기 위하여 더 안정적인 지지대를 설치할 필요가 있었다.
축을 기계 가공하여 만들다보니 정확히 수직으로 세워지지 못하였다. 이로 인해 생기는 진동은 상당했고 이 문제점을 보완하기 위해 장치의 각 모서리 부분에 지지대를 세워 회전하는 비커를 잡아 줄 수밖에 없었다. 하지만 이 조치로 인한 마찰도 실험 오차에 영향을 주었다.
실험 도중 센서가 문제를 일으키는 등 장비 관리에 문제점이 있었다. 조원끼리의 역할 분담이 잘 되지 않아서 프로젝트의 시간이 많이 걸렸다.

참고자료

· 1. 핵심 유체역학, 박종호, 심우건 등 공역
· 2. 인터넷
· http://www.kordic.re.kr/%7Etrend/Content362/physics01.html
· http://nongae.gsnu.ac.kr/~esju/%B0%AD%C0%C7%B7%CF_%C0%DA%B7%E1/2%C0%E5%20%C0%AF%C3%BC%BE%D0%B7%C2%BA%D0%C6%F7.hwp
· http://www.scitech.co.kr/upload/book_image/s_007/FluidMechanic-A-01.pdf
· http://water.skku.ac.kr/lab_homepage/lectures/fluid-exp/4.hwp