[유체역학실험]유체관로의 손실실험

소개글

유체관로의 손실 실험 레포트자료입니다.

목차

실험 결과 요약
1. 실험 목적
2. 실험 관련 이론
3. 실험장치 및 방법
3.1 실험 장치
3.2 실험 방법
4. 실험 결과 및 토의
5. 참고문헌

본문내용

1. 실험 목적
관수로에 유체가 흐를 때 손실이 발생한다. 관수로의 마찰에 의한 손실은 주손실이고, 부손실은 관부속품, 곡관, 파이프 입구 등에서의 유동손실과 마찰에 의한 손실을 말한다. 또한, 관로내의 손실은 층류 또는 난류에 따라 달라진다. 본 실험에서는 유체 관로내 주손실과 부손실을 관찰하고 측정법을 숙지하며, 유량에 변화에 따란 손실을 측정하여 Darcy 마찰계수를 구해본다.

2. 실험 관련 이론
베르누이 방정식은 유체흐름 중에 생기는 압력손실을 전혀 고려하지 않고 에너지 보존의 법칙에 의해 유도된 식이다. 그러나 실제적으로 유동중에는 점성의 영향에 의한 전단력, 접하는 고체면에 의한 마찰저항, 유체 입자들 간의 충돌에 의한 에너지 손실, 관의 축소 확대 및 공률 등 많은 요인들에 의해 압력손실이 발생하게 된다. 이러한 손실들을 통틀어 손실수두 로 표시한다.

① 주손실
비압축성 유체가 관내를 흐를 때는 베르누이 방정식이 성립한다.
이므로

단면적이 일정한 수평관로이면 속도수두 항과 위치수두 항은 0이 되어 마찰손실 즉, 손실수두는 압력에너지의 감소로 나타난다.
이 성립한다.
길이가 인 직관속의 흐름에 의한 압력강하 을 로 표시하고 관벽 에 있어서의 전단응력을 이라 하면 위 식은 다음과 같이 된다.

이 식은 압력의 차원을 가지므로 양변에 이것과 동일한 차원의 동압로 나누면 그 몫은 Euler 수가 된다. 이것을 Euler 수 대신 로 표시하면

이 식을 Darcy - Weisbach 의 식이라 하고 무차원수 를 관마찰계수라 한다. 위 식에 의한 실험결과에서 다음과 같은 사실들이 증명되었다.
• 압력손실은 관의 길이에 비례한다.

참고 자료

Engineering FLUID MECHANICS
(7th EDITION)

기초 유체역학