베르누이 방정식의 이해

소개

본 기기는 베르누이 방정식을 이해하기 위한 실험장치로써 베르누이방정식은 유속 및 유량의 측정, 관로유동 해석등 유체역학과 관련된 대부분의 문제를 해결하는데 출발점이 되는 기본 방정식이다.
본 실험의 목적은 베르누이방정식 및 이와 관련하여 유체유동 중에 일어나는 에너지 손실, 다시 말하면 역학적 에너지 손실 등에 대한 개념을 이해하는데 있다.

목차

베르누이정리 실험

실험목적
실험이론
1.오일러운동방정식
2.베르누이방정식
3.베르누이방정식의 응용
실험장치
실험방법
실험결과
결론 및 고찰
후기

본문내용

①오일러의 운동방정식
②베르누이 방정식
베르누이 방정식은 유체의 유동속도와 유체압력과의 관계를 기술한 방정식이다. 앞에서 설명하였듯이 베르누이 방정식을 적용시키기 위해서는 유동하는 유체가 다음과 같은 특징을 가지고 있어야 한다.
1. 1차원 정상상태의 유동이어야 한다.
2. 비압축성 유체의 유동이다.
3. 마찰을 무시할 수 있는 유체의 유동이다.
4. 동일유선상에 있는 유동에 대하여 적용시킨다.

③베르누이 방정식의 응용
베르누이 방정식은 다양한곳에서 응용되는데 ventari meter에 의한 관내 유량을 측정하는데에도 사용된다. ventari meter는 관의 중앙을 가늘게 목부분으로 하고 그 양쪽에 확대부와 축소부로 구성되어 있으며 흐름시 마찰손실을 줄이기 위하여 축소부는 21˚, 확대부는
7˚~15˚의 각도로 되어있다. 그림과 같이 축소부 앞부분과 목부분(throat)에 적립관을 세워 그 눈금차이로 유체의 유량을 측정한다.

4.실험장치 및 방법
(1)실험 장치
실험장치는 도면(OTH-1223)에 표기된 것과 같이 원형 단면의 수축-확대관으로 되어있다. 수축-확대관에서는 압력을 측정하기 위한 액주계 가 20mm간격으로 설치되어 있다. 사각단면의 수축-확대관의 폭은 12mm이고, 목(Throat)에서는 깊이가 8mm, 양단의 액주계 설치부에서의 깊이가 24mm이다.


(2)실험방법
입구축에 호스를 연결한 후 입구 밸브와 출구 밸브를 적당히 열어서 유량을 조절하고 액주계의 수주 높이가 변동되지 않는 정상 상태에 도달할때까지 기다린 다음 각 약주계의 수주를 측정하고 메스 실린더를 출구에 연결하여 물의 양과 소요되는 시간을 측정한다.
또한 각 액주계 정압위치에 맞게 Total Tube를 설치하여 압력차를 읽는다. 이때 물의 온도돈 함께 측정한다.
동일한 실험을 유량을 변경하여 가면서 반복시행한다.
실험결과 기록표에는 각 수조의 수주, 액주계의 수주, 메스실린더에 물을 채우는데 소요되는 시간 및 수온을 기록한다.

참고자료

· 유체역학 (윤정인 정효민 김재돌 공역. 태훈출판사)
· 쉽게 배우는 유체역학 (박정우 임봉호. 미전사이언스)