20082143(벤츄리미터)

소개

벤츄리미터실험

목차

1. 실험 목적

2. 실험 이론

3. 실험 장치 및 실험 방법
(1) 실험 장치
(2) 실험 방법

4. 실험결과 및 분석

5. 고찰

6. 참고문헌

본문내용

1. 실험 목적
본 기기는 베르누이 방정식을 이해하기 위한 실험 장치로서 베르누이 방정식은 유속 및 유량의 측정, 관로유동 해석 등 유체역학과 관련된 대부분의 문제를 해결하는데 중점이 되는 기본 방정식이다.
본 실험의 목적은 베르누이 방정식 및 이와 관련하여 유체유동 중에 일어나는 에너지손실, 다시 말하면 역학적 에너지 손실 등에 대한 개념을 이해하는데 있다.

2. 실험 이론
그림 1과 같이 비압충성 이상유체가 정상유동을 하고 있다고 가정하자. 그러면 임의의 유선 1~2상에서는 다음과 같은 베르누이 방정식이 성립한다.

여기서 p는 유체의 압력, v는 유체의 속도, r은 유체의 비중량, z는 임의의 수평기준선으로부터의 높이, 그리고 g는 중력가속도를 뜻한다.
이 식의 강학의 길이는 차원을 가지고 있으며, 비압축성 이상유체가 흐르는 동안 역학적 에너지의 총합이 항상 일정하게 유지된다는 역학적 에너지보존법칙을 기술하고 있다. 사실 실제유체에서는 유체가 유동할 때 유체점성에 의하여 역학적 에너지 손실이 발생하므로 전수두 H는 감소하게된다. 따라서 실제유체에서는 이식이 다음과 같이 수정된다.

이 때 를 마찰손실수두(friction loss head)라 부르며, 우체가 흐르는 동안에 발생한 유체의 단위 주량당 역학적 에너지의 손실을 나타낸다.
한편 실제 유체의 관로유동에 베르누이방정식을 적용하려면 유체 흐름 방향에 수직한 단면에서의 속도분포가 균일하지 않는 점과 관로의 급격한 변화에 따른 유동의 박리현상(separation)등을 고려하여야 한다.
유체가 관로를 따라 유동할 경우 동일단면에서도 위치에 따라 전 에너지 ()가 변화하게 된다.
피에조미터수두(piezometric head)는 관이 실하게 만곡된 경우를 제외하고는 동일단면 내에서는 거의 일정하지만 비 균일속도 분초 때문에 운동에너지 가 다르게 된다. 이러한 운동에너지의 변화를 보정해 주기 위해 다음과 같이 운동에너지 보정계수 α를 정의 한다.

참고자료

· 이태희&조영일 공저，「유체역학」(희중당, 1995) pp181～183
· 유체역학 ROBERT W FOX 지음, 서상호 강보선 외 1 명 옮김
· 유체역학 MUNSON YOUNG 외 2 명 지음, 윤순현 강동진 외 1 명 옮김