실험 1제트유동장측정실험 (글꼴 나눔글꼴)

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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 이용하며 매우 불규칙적인 난류 속도까지도 측정이 가능하다. 본 실험에서는 열선유속계를 이용하여 2차원 노즐에서 분사되는 제트 유동자으이 속도를 측정하여 제트 유동의 구조를 파악하고, 유동장의 측정법 및 측정 장비인 열선유속계와 피토관의 사용방법, 측정된 자료의 분석 및 취합능력을 함양시켜서 그 응용력을 배양시키고자 한다.

<중 략>

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 1.1에서 보는 바와 같이 중심선상에서의 속도가 최대이고 폭방향으로 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 분류반복(jet half width)을 사용하는데, 그것은 제트 하류의 임의의 위치에서 최대 속도의 반이 되는 속도 크기를 가지는 거리를 측정하여 연결한 선이다. 그 외에도 제트가 가지는 유동의 특성을 나타내는 것으로는 아래와 같은 것이 있다.

<중 략>

유피토관(pitot tube)은 구조가 비교적 단순하면서도 정확한 유속 측정이 가능하여 지금까지도 널리 사용되고 있다. 피토관은 여러 가지 형태를 가지며 전형적인 예를 그림 1.2에 나타내었다. 그림 1.2에서 1은 정체점(stagnagtion point)으로, 여기서 측정되는 압력은 정체압 P _{0}이고 이는 다음과 같이 정압(static pressure)과 동압(dynamic pressure)의 합으로 나타내어진다.

참고 자료

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