(실험보고서만점) 사이펀 원리-유체역학 실험결과보고서

소개

"(실험보고서만점) 사이펀 원리_유체역학 실험결과보고서"에 대한 내용입니다.

목차

1. 실험 목적

2. 실험 이론
2.1. 사이펀

3. 실험 기구

4. 실험 방법

5. 실험 결과

6. 고찰

7. 참고문헌

본문내용

1. 실험 목적

본 실험은 변기나 배수구 트랩과 같이 일상생활에서 자주 볼 수 있는 사이펀 현상의 원리에 대한 탐구를 통해 사이펀 현상이 일어날 수 있는 필요조건과, 수면차에 의해 발생하는 부압력의 관계를 알아보는 실험이다.
각 수조의 높이차를 설정하고, 델타 H 와 H의 변화에 따른 통수 여부를 관찰한다.

2. 실험 이론

2.1. 사이펀

사이펀이란 관수로를 통하여 수송 할 때, 관의 일부가 동수 경사선 보다 위에 있을 경우 흐름을 말한다. 관 속의 물의 무게보다 대기압이 더 강하게 작용하기 때문에, 두 위치간의 기압차에 의해 A수조 물이 구부러진 관까지 공급된다. 사이펀은 수두경사선보다 위에 있는 부분의 압력이 부압이라는 점이 보통 관수로와 다르다.

사이펀을 이용하면 펌프를 이용하지 않고도 유체를 중력에 반하여 끌어올릴 수 있어 수면높이가 다른 두 유체 사이의 이동을 위하여 많이 사용된다.

사이펀이 작동하려면 관은 액체로 가득 차 있어야 한다. 사이펀은 압력 차로 작동하는데, 높은 곳에 올려놓은 수조의 액체 표면에 대기압이 작용하여 누름으로써 짧은 관 속에 있는 액체를 위로 올려 꼭대기에 도달했다가 중력 때문에 낮은 쪽으로 떨어진다. 사이펀은 양쪽 액체의 높이가 같아지면 더 이상 작동하지 않는다.

사이펀의 동작 원리로는 두 가지 가설이 있다

① 사이펀에서 유체가 출구 쪽으로 나오면서 사이펀의 윗부분에 거의 진공의 저압부분이 만들어지고 그러면 입구 쪽의 대기압이 유체를 밀어 올린다는 가설

② 사이펀에서 출구 쪽으로 떨어지는 유체의 질량이 남아있는 입구 쪽의 유체에 인력을 가하여 유체가 끌려 올라간다는 가설

두 가설 모두 낮은 곳에 있던 액체가 중력을 거슬러 더 높은 곳으로 이동했다가 낮은 곳으로 흘러가는 것을 설명할 수 있다.

사이펀 원리를 이용한 대표적인 예가 변기이다.

변기의 특징적인 구조는 S자 모양으로 휘어진 사이펀관(s-trap)이다.

참고자료

· 박종권 ,수리학 (기초 및 응용), 내하출판사