[유체역학 실험] 유체관로 손실 실험

소개

유체역학실험 과목에서 유체관로의 주손실, 부손실 등을 측정하는 실험입니다.

목차

실험 결과 요약

1. 실험 목적

2. 실험 관련 이론

3. 실험장치 및 방법

4. 실험 결과 및 토의

5. 참고문헌

본문내용

실험 결과 요약

유체가 관로 내를 흐르는 경우 손실이 발생하게 됩니다. 손실의 원인은 관로 내의 마찰, 점성에 의한 영향, 관 부속품 등에서 일어나는 와류 등입니다. 관로 내의 마찰의 경우는 관로의 직경, 길이, 표면의 거친 정도, 속도 등의 영향을 복합적으로 받습니다. 이는 관로의 직경, 길이, 유속 등을 변화시키면서 실험을 해서 확인할 수 있으며, 이번 실험의 목적이기도 합니다. 유량을 변화시키면서 손실을 측정하여 보면 유량이 많아 질수록 손실이 증가함을 알 수 있습니다. 따라서, 유속이 증가할수록 손실이 증가 한다는 사실을 알 수 있습니다. (Darcy-Weisbach의 식에 의하면 속도에 제곱에 비례) 유체역학 시간에 배운 Moody 선도에 의하면 레이놀즈수와 관마찰계수는 반비례 합니다. 실험치를 기초로 그래프를 그려보면 반비례한다는 사실을 확인할 수 있습니다. 주손실은 단면적이 일정한 곧은 관에서 일어나지만 단면적이 변화한다면 부손실을 무시 할 수 없습니다. 관로의 단면적 변화는 급격확대와 급격축소, 곡관, 관의 입구와 출구, 밸브, 이음부분 등이 있습니다. 실험측정치를 이용해 유량과 손실과의 관계를 그려보면 유량이 증가할수록 손실이 증가합니다

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

참고자료

· Engineering FLUID MECHANICS (7th EDITION) Clayton T. Crowe Donald F. Elger John A. Roberson 사이텍미디어 2002년 p511~p518
· 기초 유체역학 김영호 외 3인 건기원 2003년 p121~p122 p197~p205
· http://blog.naver.com/jangbk/80013116479 참고내용 : 벤추리 관에 대한 설명