[기계공학 응용실험]관로마찰 실험

소개

기계공학 응용실험에서 관로마찰실험 입니다. 총 7페이지로 구성되어 있습니다.
니용은...
유체 역학에서 가장 일반적인 문제의 하나는 압력 손실 측정이다. 여기서는 몇 개의 작은 관을 가진 실험 장치를 사용해서 압력 손실을 측정해 본다.

목차

1. 실험 목적
2. 실험 이론
◎ 베르누이 정리
1) 정의
2) 각 항의 의미
3) 베르누이 정리의 가정
4) 이론 전개
3. 실험 방법
4. 실험 결과
1) DATA
2) 직관(3&4)의 properties
3) 과 의 관계 그래프
4) f 와 Re의 관계 그래프
5. 고찰

본문내용

1. 실험 목적
유체 역학에서 가장 일반적인 문제의 하나는 압력 손실 측정이다. 여기서는 몇 개의 작은 관을 가진 실험 장치를 사용해서 압력 손실을 측정해 본다.


2. 실험 이론
◎ 베르누이 정리
1) 정의
물이 가지고 있는 에너지보존의 법칙을 관속을 흐르는 물에 적용한 것으로써 관경이 축소 또는 확대되는 관속으로 물이 흐를 때 에너지는 일정하다. 흐름에 따른 손실을 무시할 경우 기준면으로부터의 높이를 위치수두(z), 물의 정압에 의한 에너지를 압력수두 (), 물의 흐름에 따른 동압 에너지를 속도수두 이라 할 때 이 3가지 합은 어디서나 일정하다. 이것을 공식으로 나타내면 다음과 같다.
= constant

2) 각 항의 의미
H : 전수두(m)
p : 각 지점의 압력(N/㎡)
γ: 물의 비중량(N/㎥)
V : 유속(m/s)
g : 중력 가속도(9.8m/)
z : 기준면으로부터 관 중심까지의 높이(m)

3) 베르누이 정리의 가정
① 정상유동
② 비압축성유동
③ 무마찰유동
④ 단일유선에 따른 유동
⑤ 축일이 없음
⑥ 열전달 없음

4) 이론 전개
그림 1.1에서와 같이 비압축성 이상유체가 정상유동을 하고 있다고 가정하자. 그러면 임의의 유선(또는 미소단면의 유관) 1-2상에서는 다음과 같은 베르누이 방정식이 성립한다. 즉,

(1)

여기서 p는 유체의 압력, V는 유체의 속도, γ는 유체의 비중량, z는 임의의 수평기준선으로부터의 높이, 그리고 g는 중력가속도를 나타내고, 아래첨자 1과 2는 각각 유선상의 점 1, 2를 표시한다.

식 (1)의 각 항은 길이(m)의 차원을 가지고 있으며, 유체의 단위중량당 압력에너지(), 운동에너지(), 그리고 위치에너지(z)를 나타낸다. 따라서 식 (1)은 비압축성 이상유체가 흐르는 동안 역학적 에너지의 총합이 항상 일정하게 유지된다는 역학적 에너지 보존법칙을 기술하고 있다.
식 (1)은 이상유체인 경우에 해당되며, 실제 유체에서는 유체가 유동할 때 유체 점성에 의하여 역학적 에너지손실이 발생하므로 전수두(total head) H는 감소하게 된다. 따라서 실제 유체에서는 식 (1)이 다음과 같이 수정된다.

(2)

이 때 를 마찰손실수두(friction loss head)라 부르며, 유체가 점 1에서 점 2까지 흐르는 동안에 발생한 유체의 단위 중량당 역학적 에너지의 손실을 나타낸다. 식(2)의 관계를 그래프로 그리면 그림 1.2와 같다.

참고자료

· 없음