부산대학교 기계공학응용실험 제트의 유동장 실험

목차

1. 서론
2. 본론
3. 결론
4. 참고문

본문내용

1. 서론

가. 실험목적
유체의 유동장의 속도를 측정할 수 있는 방법은 여러 가지가 있는데, 그중에서 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.

나. 이론적 배경
① 난류강도
- 불규칙한 유체의 흐름을 난류(亂流)라 하고 규칙적으로 흐르는 흐름을 층류(層流)라 한다. 대기에서는 지상 1km이하의 대기는 지표면과의 마찰 때문에 매우 복잡하고 불규칙적인 운동을 하게 된다. 이러한 불규칙적인 공기의 흐름을 난류라 한다. 반면에 1km 상공의 공기의 흐름은 규칙적인 흐름을 보이는데 이를 층류(laminar flow)라 한다.

＊난류의 강도(Intensity)

난류의 요소는 다음 두 가지 요소에 지배를 받는다.

-Eddy의 Rotation Speed
-일정 크기의 Eddy에 내장된 에너지.

심한 난류장일 경우 강도가 5~10%에 이르고 방해받지 않는 흐름에서는 0.5~2%에 이름.

② 제트 유동의 일반적인 특성
- 노즐을 통하여 분출되면서 주위의 유체보다 국소적으로 높은 속도를 가지는 유동을 제트(jet)라 하며, 여기서는 정지된 공간 내로 분사되는 제트에 대한 실험을 수행한다. 제트가 분사되면 그림 2에서 보는 바와 같이 중심선상에서의 속도가 최대이고 폭 방향으로 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 분류 반폭(jet half width)을 사용하는데, 그것은 제트 하류의 임의의 위치에서 최대 속도의 반이 되는 속도 크기를 가지는 거리를 측정하여 연결한 선이다.

참고 자료

기계공학실험교재편찬회, 기계공학 응용실험, 청문각, 2009
네이버 지식백과, http://terms.naver.com/ (Sep 22, 2014)
http://blog.naver.com/gaspgogogo?Redirect=Log&logNo=10017037289 (Sep 23, 2014)