열유체공학실험-오리피스

목차

1. 실험 목적

2. 관련 이론
1) 베르누이방정식 조건
2) 오리피스
3) 토리첼리 정리
4) 베르누이 정리

3. 실험장치도

4. 실험방법

5. 실험결과

6. 고찰

7. 참고문헌

본문내용

1. 실험 목적
유체의 흐름에 있어서 오리피스를 통과하여 자유 분출되는 우체에 대하여 베르누이방정식(Bernoulli‘s equation)에 의한 이론의 적용 및 유속과 유량측정 실험을 한다.

2. 관련 이론
베르누이 방정식은 이상 유체(ideal fluid)에 대하여, 유체에 가해지는 일이 없는 경우에 대해, 유체의 속도와 압력, 위치 에너지 사이의 관계를 나타낸 식이다. 이 식은 1738년 다니엘 베르누이가 그의 저서 <유체역학>에서 발표하였다. 베르누이 방정식은, 흐르는 유체에 대하여 유선(streamline)상에서 모든 형태의 에너지의 합은 언제나 일정하다는 점을 설명한다.

<중 략>

1) 오리피스
밸브 내 통로에서 가장 좁고, 그 길이가 단면 치수에 비하여 비교적 짧은, 다시 말해서 교축 되는 부분을 말한다. 오리피스는 원형인 경우가 많으며, 그 크기를 지름 치수로 나타낸 것이 오리피스 사이즈이다. 오리피스가 원형이 아닌 경우는, 그 단면적을 원형 단면적으로 환산해서, 그 지름을 나타낸다. 그림과 같이 날카로운 둘레를 가진 오리피스에서는 오리피스 그 자체의 최소 단면적 A1보다, 하류 측 흐름의 단면적 A2가 최소로 되며 이때의 유속은 최대가 된다.

이때의 A2를 유효 단면적이라고 하며 유동능력을 나타내는 가상적인 단면적이다. 구멍부의 최소 단면적 A1과 이 축류부의 최소 단면적 A2의 비 즉, A2/A1을 축류율이라 한다.

공기압 기기의 내부 흐름은 관로를 통과할 때의 유체 마찰이나 소용돌이 등으로 일어나는 압력 손실 또는 좁아지는 부분의 오리피스부 축류 등이 혼합된 복잡한 흐름으로 되어 있다. 그러나 우리가 다루는 공기압에서는 어느 일정 조건하에서 공기압 기기의 흐름이 오리피스부를 흐르는 것으로 생각해도 큰 오차가 없다는 점이 확인되고 있으므로 이렇게 오리피스로서 생각한다면 계산이 쉬워진다.

오리피스에서의 공기 흐름은 다음 그림에서 제시한 것처럼 흐름에 따라서 축류현상과 단면적이 변화하고 있다.

참고자료

· 기계공학도를 위한 열 유체 공학 실험 p.73 ~ p.77
· 베르누이 정리 : http://terms.naver.com
· https://namu.wiki/w/%EB%B2%A0%EB%A5%B4
· 오리피스자유분출 : http://blog.naver.com/ashootingsta?Redirect=Log&logNo=40055366674
· http://terms.naver.com
· http://www.nptel.iitm.ac.in/courses/Webcourse-contents/IIT-KANPUR/FLUID-MECHANICS/lecture-16/16-4_flow_orifices-mouthpieces.htm