관수로 실험(Pipe Flow Experiment)

소개

관수로 실험(Pipe Flow Experiment)
관수로 실험장치는 관로내부를 흐르는 유체의 압력을 마노메타를 통하여 측정할 수 있도록 설계되었다.
본 실험은 하부 수조에 있는 물을 펌프를 통하여 상부 수조로 올리면서 면적식 유량계와 마노메타로 부터 측정된 수두 및 유량을 여러 가지 유체역학적 관계식들에 적용시켜 관내부를 흐르는 유체의 질량 및 에너지 보존 원리의 이해를 목적으로 한다.

목차

@ 실험목적
▣Orifice
▣Venturi
▣Nozzle
▣밸브의 손실 수두(완전개방)
▣밸브의 손실 수두(2/3)
▣밸브의 손실 수두(1/3)
▣급 확대관
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▣실험결과

본문내용

@ 실험목적
이 실험에서 여러 관에 의해서 생기는 손실 수두를 측정하여 손실 계수를 구하는 실험이다. orifice, nozzle, venturi에서는 실제유량(Qact)과 웨어유량(Q`)을 구할수 있다.
유체가 흐르는 관이 방향이나 급격한 확대, 축소 등으로 인하여 유속이 변하면 직관으로 흐를 때 표면마찰 이외의 마찰이 생기고, 유체 흐름관에 부속품이 있을 때 두 손실이 생기므로 두 손실은 관 삽입물과 같은 크기의 두 손실을 가지는 직관의 길이로 환산한 상당길이(equivalent length, )를 구해서 마찰손실을 구해야 한다. 그 다음 Re수와 실제유량계수()를 구하는데 목표를 둘 수 있다. 급 확대관, 급 축소관, 직관, 밸브에서 생기는 손실계수를 구해 손실 수두를 구하는데 목표를 두고 있다.

▣실험결과
위의 실험을 통해 orifice, nozzle, venturi에서는 실제유량(Qact)과 웨어유량(Q`) 그리고 각 관의 Re수를 구할 수 있었다. 여기서 값은 구하는 공식은 다음과 같다.와 같다. 그리고 실제유량()는 로 동일하다. 단 는 다르다. 직관손실에서는 는 Re값에 따라

여기서 직관손실은 3000이상이므로 난류임을 알 수 있다.
밸브 손실계수에서 K값은 손실계수에 따라 달라지는데 책에는 4가지 경우로 나타나지만 실험은 3가지 경우를 했기에 적정 값을 넣어서 계산했다.
또한 급 축소관에서 는 와류를 제외한 직경이다. A1/A2에 의해 값이 정해지면 A2/에 의해 K값이 정해진다. 급 확대관에서 에 의해 결정된 값에 속도 수두를 곱해주면 급 확대관의 손실 수두가 나온다.

참고자료

· 없음