균일상태 균일유동 (USUF Filling / Exhausting Process) 실험보고서

소개글

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목차

1. 실험 목적
2. 실험이론
3. 실험 장치
4. 실험 방법
5. 실험결과 및 분석
6. 고찰
7. 참조 문헌

본문내용

1. 실험 목적
⊙ USUF(Uniform state, uniform flow) process에서 filling process와 exhausting process에 대한 온도변화 특성을 실험적으로 구하고 그 결과를 이론에 의한 결과와 비교하여 차이점을 분석한다.

2. 실험이론
⊙ USUF process의 기본적인 가정
① 좌표계에서 control volume은 상대적으로 정지해 있다. 즉, 좌표계에서 측정된 속도가 control surface에 대한 속도와 같으며 control volume의 가속에 의한 일이 없다.
② Control volume 내부 mass의 state는 시간에 따라 변할 수 있지만 매 순간 모든 지점의 mass의 state는 동일하다.
③ Control surface의 각 부분을 지나는 mass의 flow가 시간에 따라 변할 수는 있으나 total mass의 state는 시간에 따라 변하지 않는다.

<중 략>

6. 고찰
- 오차 원인
1) 이상기체라는 가정
Filling process에서는 실험 기압에 상관없이 25%정도의 오차율을 보이는 것을 알 수 있다. 이는 기체를 각각 이상기체라고 가정하였기 때문에 생기는 것으로 볼 수 있다. 이 정도는 compressibility factor, Z로 생각할 수 있다.
공기의 경우 Critical point라는 것이 존재할 수 없으므로 질소에 대해서만 생각해보겠다. 질소의 경우 =3390kPa, =126.2K이다.

Lee-Kesler simple fluid compressibility factor를 참고해서 확인하면 인 것을 확인할 수 있다. 그러므로 이상기체라고 가정할 수 있다. 하지만 Process가 non-equilibrium이기 때문에 중간과정을 예상할 수가 없어 이 과정에서 오차가 발생할 수 있다.

참고 자료

- Fundamentals of Thermodynamics 7th by Richard E. Sonntag, Claus Borgnakke, WILEY, Chapter 6