[A] 관로 마찰 예비 레포트

기계공학도
최초 등록일
2018.09.30
최종 저작일
2015.03
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목차

1. Reynolds 수 정의
2. 관 내부에서의 층류와 난류 설명
3. 실험에 사용되는 다양한 부차적 손실계수 정의와 의미
4. Darcy's equation을 이용하여 층류와 난류일 때 마찰에 의한 수두 손실에 대한 설명

본문내용

- 실험에 사용되는 다양한 부차적 손실계수 정의와 의미

입구와 출구 - 많은 파이프 시스템에는 지름의 크기가 변하는 부분이 포함되어 있다. 그 중에는 단면적이 급격하게 변하는 경우도 있고 완만하게 변하는 경우도 있다. 유동 단면이 변하는 모든 곳에서는, 완전발달유동에서의 수두손실을 계산할 때 포함되지 않은 손실이 발생한다. 이에 대한 극단적인 예로는, 저수조에서 파이프로의 유입(입구)이나 파이프에서 저수로로의 유출(출구)등이 있다.
유체가 저수조에서 파이프로 흘러들어가는 입구의 형상은 그림 8.22와 같은 몇 가지가 있다. 그리고 손실계수는 각각의 형상에 따라 다르다. 사각모서리모양의 입구형태를 가진 파이프로 들어가는 유동에 대한 전형적인 유동형태가 그림 8.23에 도시되어 있다. 유체는 날카로운 형태의 직각모서리를 따라 흐를 수 없기 때문에 베나 콘트랙타가 생긴다. 이때 유동은 날카로운 모서리로부터 박리되었다고 한다. 단면 2 에서의 최대속도는 단면 3 에서보다 크고, 압력은 더 작다. 만약 이러한 유체의 큰 속도가 효율적으로 감속된다면, 운동에너지는 압력으로 변환되고, 그림 8.23에서의 이상적인 압력분포가 된다. 그러면 입구영역에 대한 수두손실은 본질적으로 영이 된다.

확대와 축소 - 그림 8.26과 8.27에서 보는 바와 같이, 파이프의 지름이 변할 때도 손실이 발생한다. 급격한 축소관이나 급격한 확대관을 지나는 유동패턴은 그림과 같다. 앞에서의 사각모서리를 가진 입구와 출구는 급격한 축소 및 확대관의 극한적인 경우로 각각 A1/A2=∞ 또는 A1/A2=0에 해당된다.

< 중 략 >

곡관 - 곡관에서의 수두손실은 직관에서보다 더 크다. 손실은 곡관의 안쪽면 근방의 유동이 박리된 영역으로 인해 발생하고 또한 파이프 중심선의 만곡에 따른 구심력의 불균형으로 인해 발생하는 소용돌이 모양의 2차유동에 의해 발생한다.

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