◎ 목 차 ◎1. 서 론 ……………………………………………………2. 이 론 ……………………………………………………3. 실험장치 및 방법 ………………………………………4. 부록 ………………………………………………………1. 서론우리는 살면서 매우 많은 곳에 쓰이고 있는 많은 종류의 관들을 볼 수 있다. 먼저 이번 실험에서는 여러 굵기의 직관에 물이 흐를 때, 굵기에 따라 어떠한 변화를 보이는지 알 필요가 있다. 굵기 차이가 쓰이는 곳은 상?하수도관 설치시, 우리 몸의 혈관 등, 그리고 실험과 목적은 약간 다르지만 냉장고 프레온가스가 유입되는 관, 청소기의 빨아들이는 관, 악기 내부 소리울림관 등 매우 다양한 곳에 필요하다.실험에 쓰이는 관 중 Venturi meter는 18세기 경 이탈리아의 물리학자인 Giovanni Battista Venturi에 의해 관련 내용이 알려졌기에 그의 이름이 붙여졌으며, 모래시계를 90DEG돌려 놓은 듯 가운데에 ‘목 부분’ 이라 불리는 갑자기 좁아지는 부분이 있다. 이 좁아지는 부분에서는 상대적으로 유속이 빠르고 압력이 낮기 때문에 이러한 특징을 이용하여 향수 또는 스프레이, 우인간의 심장질환 중 하나인 대동맥 기능 부전, 진공 청소기, 반동 소총의 반동을 줄일 때 등에 적용되고 우리 주변에서 볼 수 있다.Orifice plate 또한 Venturi meter와 비슷한 유량 측정 장치인데, 관의 중간에 구멍이 있고, 그 구멍을 통과할 때 Venturi meter의 목 부분과 같은 원리로 유속이 빠르고 압력이 낮아지게 된다. 반면, Venturi meter와는 달리 Orifice plate는 관이 아닌 구멍 때문에 상류와 하류의 유속의 변화가 크고 고려해야할 점도 많다. 그 밖에도 90DEG,180DEG 꺾인 관들과 급확대 및 급축소관 등 그 쓰임은 다양하다.끝으로, 이 실험에서 유체의 유속을 변화시키며 관의 축소와 확대에 따른 압력차를 측정하고, 유량과 어떤 관계가 있는지 결과값으로 살펴봐야 한다. 또, 마찰손실을 구하고 유량을 측정하는 것이 우리의 실험목적이었기 때문에, 이론값과 우리의 실험 측정값을 비교해봐야 할 필요가 있다. 이번 실험에서는 물만 가지고 측정하지만 우리 나라에, 그리고 전 세계에 쓰일 때는 다양한 유체, 다양한 압력, 다양한 변수들을 두고 과학의 발전 및 공업의 발전에 기여되고 있을 것인데, 이렇게 중요한 실험을 하게 되었으니 관련하여 다양한 이론들을 알아야겠다는 마음으로 실험에 임한다.2. 이론▶지름이```각각```다른```세```종류의```직관(`10A,``15A,``20A)- 위 그림처럼 간단한 관의 굵기가 10A, 15A, 20A로 총 3종류 있다.관의 굵기에 따라 유속 및 수두차가 발생하며, 우리 실험장치에서는 L1과 L2 사이의 거리를 3등분 한 지점들에 연결호스를 꽂을 수 있도록 되어있었기 때문에, water manometer로 연결되는 두 연결호스 사이의 거리를 L1과L2 사이 거리의 1/3, 2/3, 3/3지점으로 하여 동일 굵기 관 하나당 세 개의 다른 길이를 적용시켜 실험하였다. 따라서 세 종류 굵기의 관이므로 9개의 실험 결과를 얻는다. 다른 유량 측정 장치와는 달리 아무것도 없는 ‘직관’이기 때문에, 특별한 유량 측정 장치들과 굵기만 같다면 그 특별한 장치들의 대조실험장치로 쓰일 수 있다.또, 레이놀즈 수(N _{Re})와 마찰계수(f)의 관계를 이용하거나, 레이놀즈 수를 식에 응용한 값을 이용,Bernoulli`Equation과 관련 식들을 이용하여 아래의 여러 수치들을 구할 수 있다.① Bernoulli Equation{P _{a}} over {rho } +gZ _{a} + {alpha _{a} V _{a} ^{2}} over {2} = {P _{b}} over {rho} +gZ _{b} + {alpha _{b} V _{b} ^{2}} over {2} +hf② 표면 마찰h _{fs} =4f {L} over {D} {V ^{2}} over {2}③ 확대 마찰h _{fe} =K _{e} {bar{V _{a} ^{2}}} over {2},K _{e} =(1- {S _{a}} over {S _{b}} ) ^{2}④ 축소 마찰h _{fc} =K _{c} {bar{V _{a} ^{2}}} over {2},K _{c}
