고려대학교 기계공학실험2 A+학점 Bernoulli 실험 만점 보고서

소개

기계공학실험2 결과보고서입니다. 보고서 점수 만점이었고 많은 학우분들께 좋은 참고자료가 되었으면 좋겠습니다.

목차

1. Data sheet
2. 관내에 베르누이 방정식의 적용
3. 개선사항
4. 실생활에서 베르누이 방정식 적용
5. 열교환이 있는 경우 에너지 보존

본문내용

위의 표를 보면 오차율이 해당 유량에서 반지름이 크거나 작아짐에 따라 커지는 경향을 보인다. 이 때 최대 60~70% 정도의 오차율을 보이는 경우도 있어 베르누이 방정식의 적용이 잘 이루어지지 않는 경우가 있음을 알 수 있다. 유량이 작은 경우(7)엔 관의 직경이 작을수록 오차가 작아졌고, 유량이 상대적으로 큰 경우(8, 9)엔 관의 직경이 커질수록 오차가 작아졌다. 오차가 작아졌다는 의미는 실험오차를 고려해 실험이 잘 이루어진 경우 베르누이 방정식을 잘 만족했다는 것이다. 베르누이 방정식의 가정은 다음과 같다.

- 정상상태유동(steady state flow)
- 비압축성의 유체
- 무점성의 유체

실험에서는 유량을 일정하게 조정한 후 측정을 했으므로 정상상태에 거의 근접한 유동으로 생각할 수 있다. 때문에 실험 오차의 원인은 두 부분에서 찾을 수 있다. 물은 점성이 있고 압축성 유체이다. 유속이 빨라지는 경우 점성에 의한 마찰손실이 증가한다. 한편으로는 물이 더욱 압축될 것이므로 여기서 외부에서 측정했을 때에도 에너지 손실이 존재한다. 때문에, 유속이 빨라질수록 실험의 정확도는 떨어질 것으로 예측된다.
하지만, 실제 실험에서는 오차율은 유속에 의해 관의 직경에 따른 변화 양상이 반전되었다. 이는 층류유동과 난류유동에서 에너지 손실을 유발하는 원인으로부터 생각해볼 수 있다. 7의 유량을 가진 경우 다른 경우에 비해 속도가 느린 층류유동으로 고려할 수 있다. 층류유동에서는 오로지 점성에 의한 에너지 손실만이 있을 것으로 예측된다. 관의 직경이 커 유동이 느린 부분일수록 관 표면으로부터 유동 중심까지 점성력의 전달이 원활하게 일어난다. 이는 더 광범위한 범위에서의 마찰손실을 의미하므로, 이 경우에선 관의 직경이 클수록 오차가 커지게 된다.

참고자료

· 없음