[유체공학]유로 단면적 변화에 의한 압력손실 및 유량측정

소개

직접 실험을 하여서 사진과 계산풀이과정이
자세히 적혀있는 실험 레포트 입니다.
많은 도움이 되실것이예요~
이론도 많고, 실험 레폿에서 가장 중요한 고찰고 잘 적었습니다.

목차

서론
이론
실험장치 및 방법.
실험 결과
실험결과에 대한 고찰
결론.
인용문헌.

본문내용

서론.

유체관로내의 주손실은 직선관 부분의 마찰에 의한 손실이고, 부손실은 파이프 입구, 곡관, 관부속품(pipe fitting)등의 유동손실과 마찰에 의한 손실이다. 관로내의 손실은 층류 또는 난류에 따라 달라진다. 본 실험은 유체관로내의 손실을 관찰하고 그의 측정법을 숙지하며, 손실의 의미를 이해한다. 본 실험에서는 유체의 유속을 변화시키면서 관의 축소와 확대에 의한 압력차를 측정하여 마찰손실을 구하고자 한다.

이론.

1) 연속방정식

유체는 정상류와 비정상류가 있다. 흐름의 상태(속도, 압력, 밀도, 온도)가 시간에 따라
변하지 않는 것을 정상류라 하고, 흐름의 상태가 변하는 것을 비정상류라고 한다.
유체관로 중에서는, 엄밀하게 정상류가 아닌 경우가 많지만, 일정한 조건에서 운전되는
경우, 일반적으로 정상류로 취급한다. 정상류에서는, 관로 임의의 단면을 통과하는 유량은 어느 단면에서도 일정하다. (위 그림 참조).

Q=υ1A1=υ2A2
여기서, A1, A2 : 단면적 (cm2)
υ1 : 단면 A1에서 속도, υ2 : 단면 A2에서 속도
이것을 연속방정식이라고 한다.

2) 유체속도와 관로에따른 마찰손실
a) 급격한 확대로 인한 마찰손실
유로의 단면이 급격하게 커지는 경우 경계층의 분리가 발생하며 상당한 마찰 손실이 생긴다. 이때의 마찰손실 Fe는 좁은 유로의 속도두에 비례한다. 즉



여기서 u1 = 확대 전의 좁은 유로의 평균유속, Ke = 확대 손실계수


b) 급격한 축소로 인한 마찰손실
유로가 급격히 축소될 때도 경계층의 분리 현상이 일어난다. 유체가 좁은 유로에 들어 서서 경계층의 분리 거리가 가장 커지는 단면을 베나 콘트랙터(vena contracta) 라고 한다. 급격한 축소에 의한 마찰 손실도 역시 좁은 유로의 속도두의 함수로서 표시할 수 있다.

Kc는 축소 손실 계수 이며 층류일 때는 Kc<0.1 로서 Fc가 무시된다. 난류일 때는

이다. D1/D2 = 0 인 때는 축소되는 유로의 형태에 따라서 값이 달라진다.

참고자료

· http://www.samdukscience.co.kr/viewproduct_11006_k.html
· http://gaechuk.gsnu.ac.kr/~ohsek/fluid3.htm
· http://www.imadang.co.kr/tech-data/flow-intro.htm
· http://envinews.co.kr/enview1/hkkh/hkkh3-2.html