부산대학교 기계공학부 기계공학응용실험 A+보고서(1. 제트 유동장 측정실험)-2021년 2학기

소개

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목차

1. 서론
1) 실험목적
2) 이론적배경

2. 본론
1) 실험장치의 구성 및 방법
2) 실험결과 및 고찰

3. 결론

4. 참고문헌

5. 첨부

본문내용

1)실험목적
유체의 유동장의 속도를 측정할 수 있는 방법은 여러 가지가 있는데, 그 중에서 흔히 사용되는 것은 피토관과 열선유속계이다. 피토관을 이용하면 평균속도만을 측정할 수 있지만 비교적 정확한 값을 얻을 수 있다. 그러나 열선유속계를 이용하면 매우 불규칙적인 난류 속도까지도 측정이 가능하다. 본 실험에서는 첫 번째 실험은 높이차와 거리별 유속을 측정해 높이-유속 그래프를 통해 유속의 경로를 파악할 것이고, 두 번째 실험은 거리별 해당 채널의 압력을 측정해 채널별-압력 그래프를 통해 압력분포를 나타낼 것이다.

2)이론적배경

(1)난류강도
난류유동 : 속도가 시간에 따라 불규칙적으로 급격하게 변하는 유동

<중 략>

(4) 열선유속계의 동작원리

열선유속계는 유동장의 내부에 일정한 온도로 가열된 가느다란 저항체(열선:Hot-Wire)를 설치하고 유동으로 인하여 발생하는 열전달 효과를 이용하여 속도 측정하는 장치이다. 열선프로브는 그림 5에서 보는 바와 같이 두 개의 지지대 사이에 짧고 가는 선으로 구성되어 있다.

열선유속계로 속도를 재는 방법에는 ①정전류방식 (Constant Current)과 ②정온도방식(Constant Temperature)의 두 가지가 있다. ①정전류법은 측정부선(sensing wire)에 일정한 전류를 흐르게 하는 것으로 유속에 따라 열선의 온도가 달라지고 이는 곧 저항의 변화에 따라 발생하는 전압차를 측정함으로써 유석을 측정하는 방식이다. ②정온도법은 열선의 온도를 일정하게 유지하도록 하여 유속에 따라 발생하는 열전달 효과를 보충하는데 필요한 전류의 변화를 통하여 유속을 측정하는 방법이다. 유동 중에 놓여진 열선에서의 열전달은 주로 대류에 의해서 발생하고 복사나 전도는 무시할 수 있을 정도로 작다. 실험적인 결과에 따르면 열선에서의 유동에 따른 열전달에 관한 식은 아래와 같다.

참고자료

· 기계공학실험교재편찬회, "기계공학응용실험(개정판)", 청문각, p.67-79, 2009
· 난류강도 – https://terms.naver.com/entry.naver?docId=3392153&cid=60289&categoryId=60289
· 피토관 – https://terms.naver.com/entry.naver?docId=657523&cid=42338&categoryId=42338
· 열선유속계 – https://terms.naver.com/entry.naver?docId=791165&cid=50321&categoryId=50321
· king’s law – https://www.efunda.com/designstandards/sensors/hot_wires/hot_wires_theory.cfm
· 레이놀즈 수 – https://terms.naver.com/entry.naver?docId=5702014&cid=64656&categoryId=64656