[공학실험]베르누이실험

소개

유체역학의 단골인 베르누이의 원리와 실험이 정리된 레포트입니다.

목차

1. 실험목적
2. 유체측정장치
3. 실험 데이터
4. 고찰

본문내용

1. 실험 목적
피토 정압관(pitot-static tube) 사용방법을 알아보고, 축소 확대 관을 따라 흐르는 유체의 Bernulli이론을 적용해서 본다. 측, 관을 따른 전압과 정압의 분포를 측정해 보고 이를 Bernoulli 방정식의 값과 비교한다.

2. 유속 측정 장치에 대하여
(1)피토 정압 프로브
정상상태에서 비 압축성 등 엔트로피 유동일 때, 임의의 점 x에서 다음과 같은 식을 쓸 수 있다.

위에서 임의의 점의 전압과 정압의 편차 pv를 동압(dynamic pressure)이라고 한다. x 점에서의 유동유체의 동압에 대한 정의는 바로 위 식에서 x점의 속도를 계산하는 방법을 제공한다.

실제로 뒤 식은 피토(Pitot) 정압 프로브를 통해 상용된다 프로브 leading edge의 충격 구멍에 부착한 내압관을 가지고 있는 피토 정압 프로브를 제외한 계기는 개량한 플란트 정압 프로브와 비슷한 외형을 가지고 있다. Pitot 정압 프로브에는 두 기공이 있는데, 하나는 전압에, 다른 하나는 정압에 노출되어 있다. 두 압력은 차동 압력 변환기에 의해 측정되므로 직접 Pv를 표시할 수 있다.
피토 정압 프로브는 ±15°의 요 각도 범위내에서 중심 편차에 상대적으로 민감하지 않는 편이다. 최대 신호를 측정할 때까지 가능하면 프로브를 회전시킨다. 평균 유동 방향과 중심이 맞추어질 때, 최대 신호가 측정된다. 그러나 압력구멍의 입구지역에서 나타나는 강한 점성 효과에 의해 프로브는 저 낮은 속도 한계를 가지게 된다. 일반적으로 점성효과는 염려할 필요가 없고 프로브 반지름에 해당하는 레이놀즈 수(Rer=Ur/v>500)를 제공한다. 10<Rer<500일 때, 동압은 pv=Cvpi에 의해 보정한다.

이며, Pi 는 프로브로 측정한 동압이다. 비록 동압을 보정했더라도 측정한 동압에서 불확도는 Rer=10에서 40% 수준이며, Rer=500에서는 1%까지 감소된다.
고속 기체 유동에서 피토 정압 프로브의 Leading edge 부근의 압축성 영향은 지배 방정식의 정밀한 검사가 팔요로 한다.

참고자료

· 없음