베르누이 유동 실험

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2020.01.16
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2019.09
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소개글

유속에 따른 압력(전압, 동압, 정압)을 직접 구해보고 어떤 관계가 있는지 찾아보는 실험

목차

1. 실험 이론
1) 베르누이 방정식(Bernoulli Equation)
2) 벤츄리 관(Venturi tube)
3) 피토 튜브 (Pitot tube)

2. 실험 방법
1) 실험환경 기록 및 세팅
2) 압력 측정
3) 구간 변경
4) 실험 조건 변경

3. 참고문헌

4. 실험결과
1) 고정값
2) Fan의 회전수가 60Hz 일때
3) Fan의 회전수가 30Hz 일때

5. 실험결과 분석 및 고찰
1) 조별 토의
2) 개인적 고찰

본문내용

2. 실험 방법
① 실험환경 기록 및 세팅
팬의 rpm수를 60Hz로 설정하여 주고 측정된 온도를 확인하여 줍니다. 또한 압력 측정계의 영점이 맞는지 확인하여줍니다.

② 압력 측정
구간별로 압력을 측정하여 줍니다. 이 때 양쪽 호스가 모두 연결되어 있으면 동압이 측정되고 우측 호스를 때어주면 전압이 측정됩니다. 압력은 일정한 값이 아닌 조금씩 변화하는 값이 측정되기 때문에 3~5초정도 지켜보며 중간값으로 측정합니다. 측정된 압력과 그때의 온도를 기록하여줍니다.

③ 구간 변경
벤츄리관에 있는 줄자를 보며 피토관의 끝부분을 기준으로 구간위치를 측정하며 2cm간격으로 내려가면서 압력측정을 반복합니다. 총 8구간에 거쳐 측정합니다.

④ 실험 조건 변경
앞의 실험 과정을 팬의 rpm수를 30Hz로 변경해주어 반복하여 줍니다.

< 중 략 >

5. 실험결과 분석 및 고찰
(1) 조별 토의
조별토의를 통한 실험 오차분석에는 첫 번째로 실험에 이용된 유체는 공기로 압축성 유체입니다. 하지만 베르누이 방정식의 전제조건중 하나가 비압축성 유체였으므로 오차가 발생할 것이라고 생각하였습니다. 그러나 조사 결과 실험중 유동은 마하수가 0.3 이하이므로 비압축성 유동으로 취급할 수 있다고 하여 적합한 실험조건이라는 것을 알게되었습니다.또한 피토정압관을 유동방향으로 정렬하기 어렵다는 것이었습니다. 정확히 수직이게 놓을 수 없기 때문에 피토정압관을 통해 측정되는 동압은 실제 동압보다 작은 값이 측정된다고 생각하였습니다. 또한 피토정압관의 표면 가공에 따라 오차가 발생한다고 생각하였습니다.

참고 자료

Phillip M. Gerhart & Andrew L. Gerhart & John I. Hochstein, Munson's Fluid Mechanics 유체역학 제 8판(강동진 외 8명 옮김), 퍼스트북, 2018, 103~108(피토튜브), 118~119(벤츄리 관), 413~417(파이프관 급격 확대에 대한 손실계수), 442~446(벤츄리관), 736(표준대기압 공기의 물성치)
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