숭실대학교 유체공학실험 유체관로의 주손실 부손실 실험보고서

목차

1. 실험 목적
2. 관련 이론
3. 실험장치 및 기구
4. 실험 결과
5. 결과

본문내용

1. 실험 목적

현대 공학에서 유체 역학은 플랜트 산업, 상하수도, 공조 냉동 등 여러 응용 분야를 가진다. 특히 파이프를 통한 유체 수송은 가장 일반적인 운송 수단이다. 이런 시스템의 설계와 운영 효율은 에너지 보존 및 비용 절감에서 매우 중요하다. 유체가 배관을 통과할 때 발생하는 에너지 손실은 펌프의 소요 동력을 결정하는 핵심 요소이며 전체 시스템의 성능에 크게 영향을 미친다.

관내 유동에서 에너지 손실은 크게 주손실과 부손실로 분류된다. 주손실은 관의 마찰에 의한 손실이고 부손실은 입구, 곡관, 부속품 등의 유동손실과 마찰에 의한 손실이다. 관로 내의 손실은 층류, 난류에 따라 달라진다. 본 실험에서는 주손실과 부손실을 관찰하고 측정법을 숙지한 후 손실의 의미를 이해할 것이다. 또한 유량의 변화에 따른 수두손실을 측정하고 마찰계수를 구한다.

2. 관련 이론

2.1 주손실
주수두 손실은 단면적이 일정한 파이프를 통과하는 유동에 대한 압력 손실로 나타낼 수 있다. 수두 손실은 마찰효과에 의해 기계에너지가 열 에너지로 변환되는 것을 나타냄으로 단면적이 일정한 덕트 안의 완전히 발달된 유동의 수두 손실은 덕트를 통과하는 유동 특성에 달려 있다. 수두손실은 파이프의 방향과 무관하다.

2.2 부손실
부차적 손실이란 밸브, 엘보를 통한 유동 손실 혹은 장치의 면적이 일정하지 않은 부분에서의 마찰 손실을 의미한다. 이런 추가적인 손실은 유동의 박리에 의해 발생한다. 부손실에 따른 손실계수 K는 다음과 같다.

2.3. 급축소
유체가 넓은 관에서 좁은 관으로 급격히 유입될 때 관성에 의해 유선이 입구 모서리를 돌아나가지 못하고 수축된다. 이때 유속이 최대가 되고 단면적이 최소가 되는 지점을 Vena Contracta 라고 한다. 손실계수는 면적비에 영향을 받는다.

2.4 급확대
좁은 관에서 넓은 관으로 유입될 경우 유속이 급격히 감소하면서 운동 에너지가 압력 에너지로 변환되는 현상이 발생한다.

참고자료

· 없음