울산대학교 3학년 항공우주공학실험 과대팽창 초음속노즐 유동가시화 실험결과보고서

소개

제가 3학년때 직접 실험 후 결과보고서 작성한 파일입니다.

목차

1. 실험 전 알 고 있어야 할 이론 (예비 레포트)
1.1) 노즐유동
1.2) 과대팽창 조건
1.3) 경사충격파
1.4) 과대팽창노즐 유동의 가시화

2. 실험목적

3. 유동가시화 실험이란 무엇인가?
3.1) 쉘리렌 기법이란?

4. 예비 레포트의 문제 풀이

5. 실험장비

6. 실험
6.1 실험장치 계략도
6.2 실험과정

7. 실험결과 정리 및 토의

본문내용

이상으로 낮추면 유동은 노즐목에서 음속에 도달할 정도까지 가속이 된다. 이때, 이 임계압력보다 약간만 낮아도 유동은 팽창부위에서 더 이상 가속되지 못하고 아음속인 유동이 형성될 것이다. 그러나 이 임계압력보다 낮으면 유동은 팽창부위에서 초음속으로 가속될 것이다. 이때는 노즐의 출구 쪽의 영향이 노즐의 입구 쪽으로 전달이 되지 않으므로 압력을 더 낮추어도 유량은 더 이상 증가하지 않을 것이다. 즉 유량이 최대가 되는 것이다. 이를 질식이라고 한다.
4. 초음속으로 가속된 유동이 노즐출구에 도달했을 때, 출구에서의 압력과 노즐외기의 압력과 같으면 완전팽창이라고 부르는 것으로 유동은 아무런 변화 없이 외기로 빠져나갈 것이다.

<중 략>

이를 보면, 주어진 마하수에 대하여 직선 경사충격파가 존재하는 최대의 꺽임각이 존재한다는 것을 알 수 있다. 그러면 꺽임각과 마하수의 변화에 의하여 파각이 어떻게 변하는지를 살펴보자. 하나의 꺽임각에 대하여 두 개의 해가 존재한다는 것을 알 수 있다. 두 가지 파각이 동시에 존재하는 경우는 없으므로 현상적으로는 두 개의 파각 중에서 하나만이 존재하는데 이를 결정하는 조건은 충격파 이후의 조건에 따라 결정된다. 만약 충격파 하류의 압력이 충격파 직후의 압력에 비해 지나치게 높으면 유동은 감속하여 아음속이 될 것이므로 결국은 충격파 직후의 유동조차도 아음속으로 될 것이다. 이때가 강한 충격파 조건이 된다. 그러나 대부분의 경우에는 이러한 현상이 존재하지 않으므로 약한 충격파가 현상적으로 나타난다.

<중 략>

왜 이렇게 이론값과 실험값의 차이가 발생하게 된 것일까?
실험을 하게 된 공간을 한번 생각해보면 여러 고압탱크로 인해 공간이 매우 협소했다. 그래서 장비를 계략도에 맞춰 세팅하는 것에서 많은 오류가 발생 하게 되었다. 또한 고압탱크에서 물이 새는등 여려가지 변수들이 많이 발생했다.
이론값은 공식으로 유도되어진 값이다. 즉 아무런 변수가 고려되지 않고 구해진 값이라는 것이다.
하지만 실험실의 온도부터 시작해서 장비세팅의 위치 고압탱크에서 노즐로 분사 되어지는 압력이 일정하지 않는 것부터 노즐이 실험자의 손으로 직접 제작한 점 까지 수없이 많은 변수들이 발생하게 된다.

참고자료

· 없음