[유체역학 실험]수조 오리피스 유동 실험

소개

유체역학실험 과목중 수조 오리피스 유동 실험 레포트 입니다. 내용 우수합니다.

목차

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

본문내용

- 제 목 : 수조 오리피스 유동실험
1. 실험 목적
같은 압력 하에서 형상이 다르고 동일 직경인 4개의 오리피스 관을 설치하여 수조의 물의 높이에 따른 오리피스 관에서 유출되는 유량의 높이를 구해 속도계수를 구하며, 동시에 형상이 다른 오리피스 관을 통해 유출되는 유량의 높이를 구해 속도계수를 구하여 속도계수를 비교해서 수조오리피스의 부차적손실의 개념을 아는 것이 목적이다.
2.실험 관련 이론
오리피스는 유압 배관 또는 기기에서 기름이 흘러가는 통로가 단면에 비하여, 좁혀진 부분이나 그 반대로 유체를 흐르게 해서 유량제어 또는 차압(감압)시키는데 사용된다. 기름이 오리피스를 통하여 흐르기 위해서는 오리피스 사이에 압력차 또는 압력강하가 있어야 한다. 역으로 만약 흐름이 없다면, 오리피스를 사이에 두고 압력차가 없다. 결국 이 압력차의 크기에 따라 오리피스를 통하는 기름의 양이 커지거나 작아지게 되는 것이다. 오리피스를 통과하는 유동의 특성은 체적이나 밀도의 변화가 없는 1차원, 정상, 비점성 및 등온 상태로 가정하여 다음과 같은 오리피스 유량식을 얻을 수 있다.
---------------(1)
여기에서, Q = 오리피스를 통과하는 유량, Cd = 오리피스 유량 계수,
A0 = 오리피스 유동 면적, ΔP = 오리피스 전후의 압력강하
(1)을 통하여 오리피스를 통과하는 유량을 구할 수 있는 데 값은 오리피스의 형상, 유동조건(층류, 난류) 등 을 고려한 특정한 계수라 할 수 있다. 결국 실험적인 데이터를 근거로 나온 값이라 할 수 있다. 실험적인 데이터의 상관관계는 레이놀즈수를 기준으로 한다. 예를 들어, 오리피스의 형상이 칼날 모양의 오리피스(sharp edged orifice)이고 레이놀즈수가 4000이상일 때 대략 0.6 이 된다. (1)은 기름의 점성효과를 무시하여(비 점성으로 가정) 얻은 관계식이기 때문에 점성력이 관성력보다 더 크게 되는 낮은 레이놀즈수의 영역에서는 (1) 을 적용할 수 없다. 낮은 레이놀즈수의 영역에서 유량계수에 대한 적절한 실험식은 실험적인 경험에 의해 구할 수 있는데 다음과 같다. 다음 관계식은 레이놀즈수가 100 미만인 경우의 유량계수 관계식이다.

참고자료

· 조용철, 채재우, 김광용 유체역학 청문각 1994
· 개정신판 유체역학 김춘식, 이영호, 최민선 공저 효성출판사
· 알기쉬운 유체역학 강성삼저 기전연구사