유량 측정과 유체 마찰 손실 측정

소개

식품공학을 공부하는 학생들에게 권함

목차

(1) 실험 목표
(2) 실험 원리
(3) 시약 및 기구
(4) 실험 방법
(5) 실험 결과
(6) 고찰

본문내용

(1) 실험 목표
: 물, 유체를 흐르게 하여 장치에 연속적으로 연결된 90˚L-bow, 180˚U-bow 등의 손실
수두측정실험을 하고 Venturi Tube와 Orifice Plate등의 유량계 실험 및 여러 가지 직경
의 관로 마찰과 손실수두실험을 할 수 있다.

(2) 실험 원리
1) 직접 측정법 : 일정 시간 동안에 공간 내에서 흐르는 유량을 직접 측정하는 방법
ex) 위어법 : 개수로의 유량 측정
2) 간접 측정법 : 유량과 관련이 있는 압력변화 등을 측정하는 방법
ex) Venturi meter, orifice 유량계
① Venturi meter
- Venturi meter는 좁은 통로의 유체의 유속은 넓은 통로의 유속보다 크다는 원리
를 이용하여 속도의 증가는 흐름의 양에 따른 낙하에 따른 낙하에 의해 동반된
다. 그 결과 낙하를 측정함으로써 유량을 계산한다. - Venturi meter 는 관내를 흐르는 유량을 측정하는 유량계로서 Venturi meter
계수 C(0.97~ 0.99)값을 실험에 의해 산정하여 실제유량 (이론유량은 관내에
물이 흐르는 동안 유체저항 등으로 보존되지 못 한다.)을 구하고 이론유량과 실
험유량간의 비교를 한다. 또한, Venturi meter 전 구간에 있어서의 이상적, 실험
적 압력분포를 비교해 본다.













② Orifice
: 유량의 조절 ·측정 등에 사용되며, 가공하기 쉬워 보통 원형으로 만든다. 지름 D
인 유관 도중에 관의 지름 d(D＞d)의 오리피스를 삽입하면, 그 직후에서 유속이
변화하여 압력이 떨어진다(베르누이의 정리). 오리피스의 바로 앞과 직후에서의
유체의 압력차를 검출함으로써 유량을 구할 수 있다. 또, 그것을 모니터로 하여
유량을 조절할 수도 있다.
기화기의 연료유 도입부분을 비롯하여 공기 ·증기 ·기름 ·가스 등의 유량제한에 쓰인다. 기체의 공급원과 배기펌프 사이의 관에 오리피스를 덧대면, 그 사이에 적당한 압력기울기를 형성시킬 수 있다.









* Di와 Do에서 유동 유체가 비압축성일 경우 Bernoulli방정식을 이용하여 Qo를
구한다.

(3) 시약 및 기구
: 유량 측정계, 타이머, 메스실린더

(4) 실험 방법
1) 준비사항
- watertank 내부를 깨끗이 청소한 후 호수를 이용하여 tank의 ⅔ 정도 물을 채운다.
(water tank에 물이 없는 상태에서 pump를 가동하지 말 것)
- 전원을 넣기 전 bypass밸브를 개방하고 pump를 가동한다.

2) 주의사항
- 장치의 동파방지를 위하여 실험이 끝나면 장치의 모든 밸브를 열어 물을 배수하여
주고, tank 안의 물도 완전히 빼 주어야 한다.

참고자료

· 생물소재이용학실험 / 생물소재이용학실험 교재편찬위원회