자동차융합실험 피토정압관의 압력측정을 통한 베르누이 원리 만점 보고서

백석현
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최초 등록일
2020.01.06
최종 저작일
2019.03
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소개글

"자동차융합실험 피토정압관의 압력측정을 통한 베르누이 원리 만점 보고서"에 대한 내용입니다.

목차

1. 결과 데이터

2. 결과 그래프

3. 오차 원인 분석 및 고찰
1) 실험 기계 자체의 오차
2) 측정값의 부정확성
3) 실험 조건 통제 불가능
4) 계산과정의 오차
5) 베르누이 방정식의 가정 조건

4. 베르누이 방정식

5. 베르누이 원리가 적용되는 예

6. 참고문헌

본문내용

3. 오차 원인 분석 및 고찰

(1) 실험 기계 자체의 오차
피토관은 정압과 동압을 조합하여 속도를 구하는 기구이다. 정압과 동압은 측정 부위의 형상과 측정각도에 따라 오차가 발생한다. 특히 정압의 경우는 벽면의 탭(Wall taps)의 형상에 따라 정압의 측정오차가 결정된다. 이들 각 인자들이 피토관에 미치는 전반적인 영향들을 아래에 제시하였다.

① 단면적의 불균일
피토정압관의 유로의 깊이는 일정하다고 했으나 실험용 기계는 설계시 공차가 존재하고 따라서 정확하게 일정하지는 않기 때문에 이를 고려하지 않고 계산한 과정에서 오차가 발생할 수 있다.

② 벽면 탭 혹은 압력홀 형상
벽면에서의 정압 계측의 이상(Ideal case)적인 형태는 유동 방향에 수직인 미소 면적을 가진 각진 형태의 홀에서의 측정이다. 이것을 제작하는 것은 매우 간단한 것처럼 보인다. 유동 방향에 수직인 벽면에 매우 작게 드릴링을 가하면 된다. 그러나 실제 현상은 그렇지 못하다. 정압의 벽면의 탭의 크기는 압력 변화에 따른 응답속도와 반비례 관계에 있기 때문에 작을수록 느려지게 된다. 이들 정압홀의 제작은 그림 41과 같이 가공할 것을 권고하고 있다. 압력홀과 압력 변화의 민감도는 그림 42와 같이 나타난다

<중 략>

4. 베르누이 방정식

베르누이는 18세기 스위스 과학자로 관속을 흐르는 물을 이용하여 실험한 결과 흐름의 속력이 빠를수록 물이 흐름의 수직 방향으로 작용하는 힘이 작아진다는 것을 발견하였다. 물의 속력이 증가할 때 관의 내벽에 작용하는 압력은 감소한다는 원리로 액체와 기체에서 모두 성립하는 원리임을 밝혔다. (유체속력이 증가하면 압력은 감소한다.)
이 원리는 에너지 보존의 결과이다. 유체의 연속적인 흐름에 관여하는 에너지의 종류는 세 가지인데, 운동하기 때문에 가지는 운동 에너지와 압력과 관계있는 위치에너지, 높이와 관련 있는 중력에 의한 위치에너지 등이다. 유체가 연속적으로 흐를 때 어떤 에너지도 더해지거나 빼지지 않으므로 에너지 총합은 일정하게 보존되며 흐르는 유체의 높이가 변하지 않는다면 속력 증가는 압력 감소를 초래하게 됨을 의미한다.

참고 자료

www.iaea.org/inis/collection/NCLCollectionStore/_Public/39/082/39082439.pdf
http://scent.ndsl.kr/site/main/archive/article/%EB%82%A0%EA%B0%9C-%EC%97%86%EB%8A%94-%EC%84%A0%ED%92%8D%EA%B8%B0-%EB%B9%84%ED%96%89%EA%B8%B0%EC%97%90%EC%84%9C-%EB%B0%B0%EC%9B%A0%EB%8B%A4
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