*하* 스토어

*하*

개인인증

팔로워0 팔로우

소개

등록된 소개글이 없습니다.

전문분야 등록된 전문분야가 없습니다.

판매자 정보

학교정보

입력된 정보가 없습니다.

직장정보

입력된 정보가 없습니다.

자격증

입력된 정보가 없습니다.

판매지수

판매중 자료수

9개
전체 판매량

42개
최근 3개월 판매량

0개
자료후기 점수

평균A
자료문의 응답률

-

전체자료 9개

직관 및 곡관의 손실계수 측정

제목직관 및 곡관의 손실계수 측정제출자목적Piping Network에서 비압축성 유체가 흐를 때 주어진 재질과 형상의 직관과 곡관에 대한 관마찰 손실계수를 측정한다.예비지식Ⅰ. 사전 조사1. 직관의 관마찰 손실에 대한 Darcy-Weisbach 방정식 유도·이해(1)(2)단면(1)과 단면(2) 사이에 발생하는 전압력 손실은 유동의 역방향으로 작용하며 마찰 저항 R와 같다고 할 수 있고 이것은 아래의 식과 같이 쓸 수 있다.R`=``(p _{1} ``-`p _{2} `) {pi d ^{2}} over {4} `= gamma hAFroude는 평판상을 유동하는 유체의 마찰 저항을R`=`fSv ^{2}#로 가정하였다. 따라서 S는 접수면적으로서 접수길이를l _{w}, 유동길이를l이라고 하면S`=`l _{w} `l이 되므로 윗 식들로부터gamma hA=fl _{w} `v ^{2}임을 알 수 있다. 즉, 아래의 식으로 정리할 수 있다.유체의 유동 단면적 A를 접수길이l_w로 나눈 값을 수력반지름 또는 유체의 평균깊이라고 한다. 그러므로 원형관 경우의 수력 반지름은 아래와 같다.m= {A} over {l _{w}} `=` {( pi /4)d ^{2}} over {pi d} `= {d} over {4} 따라서 윗 식은h= {4f} over {gamma } ` {l} over {d} `v ^{2}으로도 표현할 수 있다.여기서4f/ gamma 는 상수이므로4f/ gamma `=` lambda /2g( lambda `는``상수)로 등치 시킬수 있으므로, 윗 식은 아래의 식으로 정리된다.h`=` lambda ` {l} over {d} ` {v ^{2}} over {2g} 이는 관로 유동에서 압력 손실 수두(마찰손실 수두)를 계산하는 긱으로서 Darcy-Weisbach의 식 또는 관마찰손실식이라고 하며, 여기서lambda 는 관마찰계수가 된다.Darcy-Weisbach식은 다음과 같은 사실들이 증명 되었다.① 압력손실은 관의 길이에 비례한다.② 압력손실은 거의 속도의 제곱에 비례한이프에서Re `>`6` varepsilon 이면 점성 저층이varepsilon의 영향을 받게 된다는 것을 알아냈고, Nikuradse의 실험 자료로부터 매끈한 관(Re `>`6` varepsilon )에 대해서 다음과 같은 식을 제시했다.{1} over {sqrt {lambda }} ``=``2logRe sqrt {lambda } `-`0.84) Colebrook공식Colebrook는 Von Karman이 고려하지 않은 천이 영역(6` varepsilon >Re `>`0.3` varepsilon )에서 다음과 같은 관계가 성립한다는 것을 발견했다.{1} over {sqrt {lambda }} ``=``-2log`[ {varepsilon /d} over {3.7} + {2.51} over {Re sqrt {lambda }} ]5) Nikuradse 실험Kikuradse는 거친관에서 상대조도가 마찰계수에 미치는 영향을 실험하여, 각 조도에 대한 마찰계수와Re수 와의 관계를 도시하였다. Nikuradse는 실험을 통해, 매끈한관인 경우 마찰계수는Re수만의 함수이며, 거친관인 경우lambda는 상대조도varepsilon/d 의 크기에 따라 결정된다는 사실을 발견했다.Kikuradse의 실험 결과는 아주 균일한 조도를 갖는 관을 사용하였기 때문에 실용관의 경우와는 차이가 나므로 Kikurasdse 도표는 실용관에는 적용하기가 어렵다.6 )Moody 도표그림 3 무디 선도Lewis F. Moody는 상업용관을 구입하여 실험한 결과들 도표화하였다. 실험결과에서 표면조도는 관내 흐름에 큰 영향을 미치고 있는 것으로 나타났으며 거친 경계의 유동역에서는 조도의 간격 역시 마찰 손실에 아주 중요한 요인으로 나타났다. 여러 가지 요인을 통합하여 볼 때, Moody선도가 가장 실용적임을 알 수 있다. 또한 Moody는 다음과 같은 실험식을 제시하였다.lambda =0.0055` {cases{1+` {cases{LEFT . LEFT . 20,000` {varepsilon } over 천이류 영역의 마찰계수 값은 크게 중요하지 않으므로 난류 영역에서 상대조도에 대한 정확한 마찰계수값을 산출하는 최근의 공식들은 Moody 도표의 다소 불편한 점을 충분히 보완할 수 있다.2. 공식의 적용에 있어서 음해적 공식 Colebrook-White 식은 시산 과정을 포함해야 하는 반면, 양해적인 공식인 Chen식이나 Churchill식은 직접 해법이 가능하므로 마찰계수의 산정이 편리하고 계산속도면에서 경제적이며 정확도에서는 거의 차이가 없는 것으로 나타났다.3. Moody 도표는 층류, 천이류와 난류영역 모두를 포괄하는 도표인 만큼 이를 대신하기 위한 공식으로는 모든 영역에서 정확한 값을 가지는 Churchill 공식이 가장 적당한 것으로 확인되었다.Ⅱ. 실험 보고서1. 실험 방법과 장치① 측정부에 대한 유로를 위하여 밸브 ①-(3), -(1)을 열고 ①-(4), -(3)을 닫는다.② 펌프의 가동스위치(녹색)를 눌러 펌프가 작동되면 밸브 -(2)를 完開하고 -(3)을 조금 연다. 이과정은 실험이 끝나면 밸브 -(3)을 잠그고 밸브 -(2)를 잠근 후에 모터의 작동을 멈춘다. 이는 마노메터를 연결하는 비닐호스에 공기가 유입되는 것을 예방하기 위함이다.③ U자형 Manometer와 연결된 비닐호스에 공기가 있는지 확인하여 공기를 배출시키고 유량을 측정하기 위한 저울과 초시계를 준비한다.④ 측정: 밸브 -(3)으로 유량을 점차적으로 증가시킬 때마다 마노메터에 의한 압력과 저울에 의한 유량의 변화를 측정하고 유량을 감소시키며 반복한다.※ 주의사항실험 전에 반드시 수은주와 연결되는 튜브의 공기압을 제거한 후에 실험을 진행하도록 한다. 단, 공기압을 짧은 시간 안에 무리하게 다량으로 빼내려고 하면 수은이 튈 수도 있으므로 유의한다.밸브나 전체 스위치를 ON/OFF할 때 순서를 잘 지키도록 한다. 순서를 지키지 않으면 다시 공기압이 유압기기 내부로 들어가므로 캐비테이션이나 다음 실험할 팀이 공기압을 다시 제거해야하기 때문이다. 또한 기계의 수명에도 올바른 방법의 전5919.4*************36.1323529411.11*************.529411767.41176470615756.4852941184.632352941그 다음 압력 단위를 Pa로 고쳐 손실 수두 (m)를 구한다.PaPamm압력손실압력손실손실수두손실수두직관곡관직관곡관0000123.5192531123.51925310.0126117270.012611727247.0385062123.51925310.0252234540.012611727370.5577593123.51925310.0378351810.012611727370.5577593494.07701240.0378351810.050446908370.5577593617.59626550.0378351810.0630586341482.231037617.59626550.1513407230.0630586342223.346556617.59626550.2270110840.0630586342717.4235681358.7117840.2774579910.1387289964940.7701242223.3465560.5044690750.2270110845434.8471361976.308050.5549159830.201787634323.1738582593.9043150.4414104410.2648462654817.2508711482.2310370.4918573480.1513407232470.385062988.15402480.2522345380.100893815864.6347717617.59626550.0882820880.063058634위의 식에서 필요한 유량 Q, 속도 V는 측정한 물의 중량과 시간, 그리고 단면적으로 구 할 수 있다. 또 달시 ? 바이스 바하 공식h _{/} `=f TIMES {l} over {d} TIMES {v ^{2}} over {2g}을 관 마찰 계수에 관한 식으로 고치면f`= {d} over {l} TIMES h _{/} TIMES {2g} over {v ^{2}}이 되고 위의 값들을 대입하여 관 마찰4999.3877551999.38동점성(m^2/s)지름 (m)면적(m^2)1.0874*10^-60.02760.0005982853. 실험 결과 그래프수정 전 직관에서 그래프수정 전 곡관에서 그래프수정 후 직관에서 그래프수정 후 곡관에서 그래프- 이론과 실험값 비교Jakob과 Erk의 실험식Hofmann의 곡관 실험R/D0124610K1.30.520.290.230.180.204. 계산 예시표3. Data Sheet 인자들의 계산 방법과 예시 인자기호공식계산 예 (첫 계산식)(계산)유량``````Q#(m ^{3} /s){G} over {gamma _{w} TIMES t}15 CENTIGRADE 9798N/m ^{3}과20 CENTIGRADE 의 9789N/m ^{3}을 보간 하면17 ^{o} C에서 물의 비중량은 9794N/m ^{3}로999.38kgf/m ^{3}이고 G가 0.76kgf이고 t가 10sec이면,Q= {G} over {gamma _{w} TIMES t}##= {0.76} over {999.38 TIMES 10}##=7.604714923 TIMES 10 ^{-5} (m ^{3} /s)동점성 계수```````nu #(m ^{2} /s)17 ^{o} C에서 물의 동점성 계수를 구하기 위해15 ^{o} C 와20 ^{o} C 의 물의 동점성 계수를 보간 한다.15 ^{o} C의 동점성 계수인1.141 TIMES 10 ^{-6} 과20 ^{o} C의 동점성 계수인1.007 TIMES 10 ^{-6}을 보간 하면17 ^{o} C 물의 동점성 계수는1.0874 TIMES 10 ^{-6} `(m ^{2} /s) 이다.속도````V#(m/s)V(m/s)= {Q} over {A}V= {Q} over {A}##= {7.60471 TIMES 10 ^{-5} `(m ^{3} /s)} over {0.000598285(m ^{2} )}##=`0.127107601`(m/s)레이놀즈수Re```````Re`#(무차원)Re`= {V TIMES D} over {nu }Re`= {V T

공학/기술| 2016.10.22| 15페이지| 3,000원| 조회(787)

열유체실험, Piping Network에서 비압축, 직관 및 곡관의 손실계수..

미리보기

닫기
열유체실험 7번_송풍기 성능 실험

제목송풍기 성능 실험제출자목적① 원심 송풍기는 냉난방 시스템 등 기계공학의 거의 모든 분야에서 적용되고 있어 송풍기의 작동원리와 성능곡선을 이해하여야 한다.② 송풍기의 회전속도를 인버터를 통해 변화시킨 후 변화에 따른 압력과 유량을 측정하여 변화를 알아본다.③ 송풍기의 회전속도를 일정하게 유지하고 송풍기 후단의 밸브를 조절하여 유량변화를 관찰한다.예비지식Ⅰ. 사전 조사1. 송풍기의 종류와 특성1-1. 송풍기의 종류1) 배출압력에 의한 분류일반적으로 송풍기는 압력에 따라 저압용 팬(fan)과 고압용의 블로워로구분한다.팬(1000mmAq미만), 블로어(1mAq~10mAq)2) 날개(blade)의 형상에 따른 분류기계의 수송 및 압축작용을 하는 회전날개의 형식에 따라 송풍기는 다음과 같이 구분한다.(1) 원심형 송풍기종류풍량[㎥/min]정압[㎜Aq]효율용 도다익형10∼1000010∼15045∼60저속덕트 공조용, 공조 급·배기용리밋로드형20∼500040∼25050∼65저속덕트 공조용(중규모 이상), 공장 환기용터보형60∼90050∼200060∼80고속덕트 공조용, 보일러 급기용익형60∼150040∼25075∼85고속덕트 공조용, 최근 공조용으로 많이 사용됨래디얼형20~100030~30040~70시멘트, 사료, 정미소, 톱밥이송, 환기용관류형20∼5010∼5040∼50옥상 환기용※다익형: SIROCCO FAN, 익형: AIRFOIL FAN, 후곡형: TURBO FAN(2) 축류형 송풍기종류풍량[㎥/min]정압[㎜Aq]효율용 도프로펠러형10∼4000∼1510∼50환기용, 소형 냉각탑, 유닛 히터팬튜브형500∼100005∼1555∼65국소 통풍용, 대형 냉각탑, 대풍량에 적합베인형40∼100010∼8075∼85터널 환기용, 국소통풍용(3) 사류형 및 횡류형종류풍량[㎥/min]정압[㎜Aq]효율용 도사류형 송풍기10∼3010∼3065∼75국소 통풍용횡류형 송풍기3∼200∼840∼50팬코일 유닛, 에어커텐용1-2. 송풍기의 특성(1) 후곡형(TURBO FAN)브래이드(blad소음이 적다. (b)는 날개를 S자 모양으로 구부린 것으로 리미트로드팬(limit load fan)이라 한다. 다익형은 풍량이 증가하면 축동력이 급격히 증가하여 오버로드가 된다. 따라서 이를 보완한 것이 익형 또는 리미트로드형이다.그림 2. 익형팬3) 방상형(PLATE FAN, RADIAL FAN)반사형의 날개로서 (a)는 평판으로 (b)는 전곡(forward)로 되어있다.방사형은 자기청소(self cleaning)의 특성이 있다. 따라서 시멘트공장 등 분진의 누적이 심하고, 이로 인해 송풍기 날개의 손상이 우려되는 공장용 송풍기에 적합하다. 그러나 효율이나 소음면에서는 다른 송풍기에 비해 좋지 못하다.그림 3. 래이디얼 팬4) 다익형(SIROCCO FAN)날개의 끝부분이 회전방향으로 굽은 전곡형으로 동일 용량에 대해서 다른 형식에 비해 회전수가 상당히 적다. 동일 용량에 송풍기 크기가 적고, 특히 팬코일유닛(FCU)에 적합하며, 저속덕트용 송풍기로 다익형송풍기(sirocco fan)라 한다.그림 4. 다익팬5) 축류형(AXIAL FAN)축류송풍기는 공기를 임펠러의 축 방향과 같은 방향으로 이송시키는 송풍기로써 아래그림과 같은 프로펠러 형 임펠러로 구성되며, 임펠러의 깃(blade)은 익형으로 되어 있다.(a)와 같이 프로펠러형의 블레이드가 기체를 축 방향으로 송풍한다. 축류송풍기는 낮은 풍압에 많은 풍량을 송풍하는데 적합하다. 덕트 시스템이 없고, 공기 기류에 대한 저항이 적은 경우인 환기팬, 냉각탑 유닛에는 그림(b)와 같은 프로펠러 팬(propeller fan)이 사용된다.(c)는 튜브 축류 팬(tube axial fan)으로 관모양의 하우징(housing)내에 송풍기가 들어있다. 이 형식의 송풍기는 덕트 도중에 설치하여 송풍압력을 높이거나 국소 통기 또는 대형 냉각탑에 있다. (d)는 축류 팬의 전후에 가이드 베인(guide vane)을 설치한 것으로, 기류를 정류하는 역할도 갖는다. 따라서 국소통풍이나 터널의 환기에 사용된다.그림 5. 축류팬6) 사류,`Q```=`풍량`(m ^{3} /min)#````````````Q _{n} =`기준`상태의`흡입풍량`(Nm ^{3} /min)#```````````````t````=`흡입`공기의`온도`( CENTIGRADE )#``````````````p _{s} `=``흡입`정압`(mmAq)2-2. 송풍기의 풍압p _{d`1} = {gamma _{1}} over {2g} v _{1} ^{2} `````````````````````````````````````````````````p _{d`2} = {gamma _{2}} over {2g} v _{2} ^{2} ```#단,`p _{d`1`} ,```p _{d2} ``:`송풍기`입 BULLET 출구의`송풍기`동압`(mmAq)#```````````` gamma _{1} ,` gamma _{2} ``:`송풍기`입 BULLET 출구의`기체의`비중량`(kg/m ^{3} )#````````````v _{1} ,`v _{2} ```:``송풍기`입 BULLET 출구`덕트`내의`유속``(m/s)#````````````g``:``중력가속도`(`m/s ^{2} )2-3. 송풍기의 동력L _{t} `=` {Q _{1} p _{t}} over {60 TIMES 102} `=` {Q _{1}} over {6120} (p _{s2} -p _{s1} )+(p _{d2} -p _{d1} )#L _{s} =` {Q _{1} p _{t}} over {60 TIMES 102} `=` {Q _{1}} over {6120} (p _{s2} -p _{s1} )-p _{d1} )#단,`L _{t} `:`전압`이론`공기`동력(kW)#````````````L _{t} `:`정압`이론`공기`동력(kW)#````````````Q _{1} `:`흡입상태의`풍량`(m ^{3} /min)#`````````````p _{t} `:`송풍기`전압`(mmAq)#````````````p _{s1} ,p _{s2} `:`송풍기`입 BULLET 출구에서의`정압`(mmAq)#````````` 볼 밸브데이터 송신부Graphtec GL820 data logger센서부압력트랜스미터, 피토튜브형 유량/유속계- 송풍기의 회전속도를 인버터를 통해 변화시킨 후 변화에 따른 압력과 유량을 측정한다.① 인버터와 밸브를 제어한다.② 송풍기를 구동하여 압력 및 유량의 상태를 확인한다.③ 송풍기 후단 밸브의 각각 100%, 75%,50%,25%,0%로 변화시킨다.④ 밸브 개도량에 따라 변화되는 압력과 유량을 측정한다.⑤ Graphtec에 기록된 압력과 유속데이터를 토대로 송풍기 성능곡선 (P-Q곡선, 축동력, 효율)을 도출한다._관련공식: Q=AV2. 실험 결과2-1. 50Hz 일 때 (3000rpm, d=0.0365m)밸브개도송풍기 구동전류 I[A]송풍기 구동전압 E[V]전압pP _{T}[bar]정압P _{S}[bar]동압P _{V}[bar]유속[m/s]전폐0 DEG 1.822352.101대기압1.1010개도25 DEG 1.542392.0591.05910.5개도50 DEG 1.392412.0241.02416.5개도75DEG 1.342422.0091.00919.2전개100 DEG 1.312432.0011.00120.5밸브개도유량Q[m ^{3} /min]전압공기동력L _{T}송풍기 소비전력W _{E}축동력L _{S}전압효율eta _{T} [%]전폐0 DEG 00427.7070%개도25 DEG 0.65922.2621368.063.231669%개도50 DEG 1.03593.4944334.994.991970%개도75DEG 1.20544.0361324.285.765770%전개100 DEG 1.28704.2922318.336.131770%2-2. 60Hz 일 때(3600rpm, d=0.0365m)밸브개도송풍기 구동전류 I[A]송풍기 구동전압 E[V]전압P _{T}[bar]정압P _{S}[bar]동압P _{V}[bar]유속[m/s]전폐0 DEG 2.372592.150대기압1.1500개도25 DEG 1.792642.0861.0868.8개도50 DEG 1.582702.0411.041.972270%전개100 DEG 1.15523.8583361.685.511870%3. 계산 예시인자기호공식계산 예시전압P _{T}정압+동압1bar+1.101bar=2.101bar(대기압은 1.013bar지만 1bar로 계산함)유량QA TIMES V{pi } over {4} TIMES (0.0365m) ^{2} TIMES 10.5(m/s)##TIMES 60(s/min`)=0.6592(m ^{3} /min)전압공기동력L _{T}{P _{T} AL} over {t} =P _{T} Q2.101 TIMES 10 ^{5} TIMES 0.6592(m ^{3} /min)##TIMES {1min} over {60s} TIMES {1kW} over {10 ^{3} W} =2.2621kW송풍기소비전력W _{E}V TIMES I1.82(A) TIMES 235(V)=268.06W축동력L _{S}L _{S} = {L _{T}} over {eta _{T}}2.2621÷0.7=3.2316kW4. 실험 그래프그림 6 50Hz일 때 P-Q곡선그림 7 50Hz일 때 축동력과 유량그림 8 60Hz일 때 P-Q곡선그림 9 60Hz일 때 축동력과 유량그림 10 황해3 송풍기 제원 양식그림 11 Performance curve 60Hz _ (좌) 실험값 / (우) 실제 제원그림 12 Performance curve 50Hz _ (좌) 실험값 / (우) 실제 제원5. 분석 및 고찰과 결론50Hz와 60Hz로 고정시키고 밸브의 개도에 따른 압력 및 유량을 구하였다. 전폐 시, 송풍기 구동전류는 50Hz일 때 1.82A, 60Hz 일 때, 2.37A로 후자 일 때가 더 높았고, 구동 전압과 동압 역시 60Hz 일 때 더 높았다. 유량과 전압공기동력은 50Hz가 더 높은 양상을 보였고, 송풍기 소비전력은 60Hz가 더, 축동력은 50Hz가 더 높았다. 실제 제원표와 실험 성능 곡선을 비교했을 때 상승 혹은 하향의 양상은 유사하지만 구한 데이터의 값의 수가 적었던 관계로 2차 함수적 양상은 확인 할 수 없었다.

공학/기술| 2016.10.22| 12페이지| 3,000원| 조회(249)

송풍기 성능, 원심 송풍기는 냉난방 시스템, 송풍기와 유량변화

미리보기

닫기
열유체실험 9번_Bernoulli 이론 실험

제목Bernoulli 이론 실험제출자목적Piping Network에서 Venturi 관 각 단면의 변화에 대하여 속도수두와 압력수두의 변화를 관찰 하므로서 Bernoulli이론을 이해하는데 실험의 목적이 있다.예비지식Ⅰ. 사전 조사1. 베르누이 방정식 유도그림 4.16과 같이 임의의 유관 내를 유동하는 유체의 전에너지에 대해서 생각해보자. 기준면에서부터 유동중심까지의 높이가z _{1}인 단면 (1)과z _{2}인 단면 (2)에서 그 사이에 유동하는 유체의 전에너지는 손실이 없다고 가정했을 때, 단면 (1)의 전에너지와 단면 (2)의 전에너지는 동일하여야 한다.단면A _{1} 및A _{2}에 작용하는 전에너지는 운동 에너지, 위치 에너지, 압력 에너지의 합이다. 따라서, 전에너지를 E라 하면E= {1} over {2} mv ^{2} +mgh+pAl(여기서`l은`거리를`나타낸다)또, 단면 (1), (2)에서의 단위시간 동안 유동하는 유체의 전에너지를 각각E _{1},E _{2}라고 하면E _{1} = {1} over {2} rho A _{1} v _{1} v _{1} ^{2} + rho A _{1} v _{1} gz _{1} +p _{1} A _{1} v _{1}#E _{2} = {1} over {2} rho A _{2} v _{2} v _{2} ^{2} + rho A _{2} v _{2} gz _{2} +p _{2} A _{2} v _{2}결국, 단면A _{1}과A _{2}의 전에너지는 동일하므로{1} over {2} A _{1} v _{1} v _{1} ^{2} +gA _{1} v _{1} z _{1} + {p _{1}} over {rho } A _{1} v _{1} =#{1} over {2} A _{2} v _{2} v _{2} ^{2} +gA _{2} v _{2} z _{2} + {p _{2}} over {rho } A _{2} v _{2}연속 이론에 의하여A _{1} v _{1} =A _{2} v _{2}이므로{1} over {2} v _{1} ^{2} 않고 측면을 차면 공은 회전하면서 휘어져 날아간다.날아가는 공을 바로 위에서 볼 때, 공이 시계 반대방향으로 회전하고 있으면 축구공의 오른쪽은 앞으로 나아가는 방향으로 회전하고, 왼쪽은 공이 나아가는 방향과 반대쪽으로 회전한다. 따라서 공의 오른쪽은 공기의 흐름에서 공의 회전속도를 뺀 값의 빠르기가 나타나고, 반대로 왼쪽은 공기의 흐름에 공의 회전속도가 더해진 빠르기가 형성된다. 이 경우 공의 왼쪽 유체 흐름이 오른쪽보다 빠르므로 베르누이의 정리에 따라 왼쪽의 압력이 오른쪽 보다 작아진다. 따라서 상대적으로 큰 오른쪽의 압력이 축구공을 밀게 돼 공은 왼쪽으로 휘면서 날아가게 되는 것이다.(6) 기타수도꼭지에서 나오는 물이 밑으로 내려올수록 가늘어지는 것을 볼 수 있다. 수돗물이 수도꼭지에서 흘러나오면 중력에 의해 점점 가속된다. 속도가 증가하면 베르누이의 원리에 따라 물의 내부 압력이 감소한다. 따라서 밑으로 떨어질수록 내부 압력과 외부 대기압 사이의 차이가 증가하게 되어 물줄기가 점점 가늘어지는 것이다. 즉, 속도가 빨라지면 내부(물줄기)의 압력이 작아지므로 상대적으로 큰 대기압(공기)이 물줄기를 미는 것과 같은 모습을 보이며 물줄기가 가늘어 지는 것이다.그러다가 물줄기의 지름이 적절한 크기 이하로 줄어들면 표면 장력의 효과가 커져서 방울방울 떨어지게 된다.Ⅱ. 실험 보고서1. 실험 방법① 먼저 양동이와 저울을 준비하여 밸브를 열었을 때 물의 낙하지점을 파악하여 물을 받을 수 있도록 한다.② 물이 나오는 호수 끝을 손으로 막아 압력을 이용해 마모미터의 공기를 뺀다.③ 공기를 뺀 후 호수 끝을 막았던 손을 열고 양동이에 시간과 무게를 측정하기 시작하고 그때의 나노미터에 수주가 얼마나 변화가 생겼는지 측정한다.④ 여러 번 실험을 한 후 측정을 마치고 뒷정리를 한다.양동이나노미터벤튜리관2. 실험 값Q (m ^{3} /s)2.9135 TIMES 10 ^{-5}3.5725 TIMES 10 ^{-5}4.54682 TIMES 10 ^{-5}5.0015 TIMES 10 `````=2.9135 TIMES 10 ^{-5} (m ^{3} /s)10 CENTIGRADE 9803N/m ^{3}과15 CENTIGRADE 의 9798N/m ^{3}을 보간 하면11 ^{o} C에서 물의 비중량은 9802N/m ^{3}이다. 이 값에g=9.81`m/s ^{2}을 나누면,11 CENTIGRADE ,` gamma _{w} =999.2`kgf/m ^{3}이다.동점성 계수nu (m ^{2} /s)10 CENTIGRADE , gamma =1.308 TIMES 10 ^{-6} ,15 CENTIGRADE , nu =1.141 TIMES 10 ^{-6}을 보간 하면11 CENTIGRADE , nu =1.2746 TIMES 10 ^{-6}-유 속V`(m/s)Q=A TIMES VV= {Q} over {A}V= {2.9135 TIMES 10 ^{-5}} over {pi TIMES R ^{2}}#``#``````=`0.011503977`(m/s)이때, 제원값을 참고하여 R은 0.0284이다.압력수두h(m){P} over {gamma } = {gamma h} over {gamma }##=h(m)A점의 단면의 압력은h _{a}이므로 그 수주의 높이가 압력수두가 된다.h=5mm=5 TIMES 10 ^{-3} ``(m)속도수두{v ^{2}} over {2g} `(m)각 점의 반경을 통해 면적을 구하고 유량을 면적으로 나눈 값이 속도이므로 그 속도 값을 대입한다.{v ^{2}} over {2g} = {0.011503977 ^{2}} over {2 TIMES 9.8}##=6.7521166 TIMES 10 ^{-6} ``(m)손실 수두h _{l`} (m){P _{1}} over {gamma } + {v _{1} ^{2}} over {2g} +z _{1}##= {P _{2}} over {gamma } + {v ^{2 _{2}}} over {2g} +z _{2} +h _{l}##h _{l} = {(P _{1} -P _{2} )} over {gamma } + {(v ^{2 _{1370380.04380.069920.180590.119650.06040.0438990.05640.089890.232190.153830.07770.05642100.06970.111050.286830.190030.09590.06970110.062390.099410.2567610.170110.0859320.0624120.049390.018330.047340.0313640.0158440.0115130.040880.065130.1682230.1114510.05630.0408140.034870.055550.1434840.0950610.0480210.0348150.018240.029060.0750530.0497240.025120.018243-2. 속도 수두 값 (m)속도수두12345616.75212E-061.71E-050.0001145.02E-051.28E-056.75E-0621.01521E-052.58E-050.0001727.55E-051.93E-051.02E-0531.64447E-054.17E-050.0002780.0001223.12E-051.64E-0541.98981E-055.05E-050.0003370.0001483.77E-051.99E-0552.45656E-056.24E-050.0004160.0001834.66E-052.46E-0564.47708E-050.0001140.0007580.0003338.49E-054.48E-0576.99543E-050.0001780.0011850.000520.0001337E-0589.82623E-050.0002490.0016640.000730.0001869.83E-0590.0001624340.0004120.0027510.0012070.0003080.000162100.0002478660.0006290.0041970.0018420.000470.000248110.0001986290.0005040.0033640.0014760.0003770.000199120.0001244881.71E-050.0001145.02E-051.28E-056.75E-0092140.0004045810.000607-0.00021-0.00046-0.00014150.0003738930.000256-0.00034-6E-06-0.000284. 실험 결과 그래프그림 2 실험2번에 대한 압력수두그림 3 실험3번에 대한 압력수두그림 4 실험5번에 대한 압력 수두그림 5 실험1번에 대한 속도 수두그림 6 실험3번에 대한 속도 수두그림 7 실험10번에 대한 속도 수두그림 8 실험 1,2,3의 유량에 대한 손실수두 그래프그림 9 도면과 실제 벤튜리 관5. 실험 결과 및 고찰각 단면에서 압력수두와 속도수두의 변화를 3회 실험결과를 통해 도시 분석한 것을 보면 압력수두와 속도수두는 반비례 관계임을 알 수 있다. 관로가 확장되기 바로 이전과 이후의 압력과 수두의 변화는 베르누이 법칙의 결과와 비교했을 때 에너지 변화와 일치한다. 그러나 이 법칙에 따르면 유속의 감소는 역학적 에너지 손실보다 압력의 증가와 관련이 있다. 차원을 무시하고 생각했을 때, 속도수두는10 ^{-3}mm 혹은10 ^{-2}mm단위로 움직이는 게 최대이지만 압력수두는10 ^{-1}mmAq의 단위로 움직이므로 속도수두가 엄청나게 많이 변화가 일어나는 것이 아니라면 압력수두의 영향이 대부분이기 때문이다.이 실험을 통해 결론을 내리자면, A점에서 C점까지 면적이 감소하면서 속도는 증가한다. 즉 압력에 의한 압력 수두는 감소하고 속도에 의한 속도 손실은 증가한다. 또한 C점에서 E점까지는 반대로 압력에 의한 압력 수두는 증가하고 속도에 의한 속도 수두는 감소한다.벤튜리 관에 베르누이 방정식을 적용하면 벤튜리 관의 모든 중심점은 동일 선상에 있으므로 베르누이 방정식에서 기준점에서의 중심점까지의 거리 Z항을 소거할 수 있다. 또한 베르누이 방정식은 압력에 의한 압력 수두, 속도에 의한 속도 수두, 그리고 유체가 흐르면서 관과 부딪혀 손실하는 손실 수두로 나타 낼 수 있으므로 이 벤튜리 관을 통해 속도와 압력의 변화에 따른 베르누이 방정식을 적용하였다.원래 에너지 구배선을 따져 보았을 때 유 참조)

공학/기술| 2016.10.22| 13페이지| 3,000원| 조회(118)

Venturi 관, Piping Network, Bernoulli이론

미리보기

닫기
열유체실험 4번_Reynolds Number 측정

제목Reynolds Number 측정제출자목적비압축성 유체의 흐름에 대한 유적선( Path Line )의 형태를 관찰하므로서 층류와 난류에 대한 개념을 이해하는데 목적이 있다.예비지식Ⅰ. 사전 조사1. Reynolds Number 측정 장치 설명 및 방정식 유도1-1. Reynolds Number 측정 장치 설명그림1. 레이놀즈 수 실험 장치 그림 그림2. 유동 양상수조에 물을 채우고 잔잔해질 때까지 기다린 후 색소가 잘 나오는지 확인해야 한다. 이 때, 잉크 옆에 부착된 공기 분출기로 관 안의 공기를 제거하는 과정이 필요하다. 공기가 제거된 후 색소가 잘 나오는지 확인하고 가능한 색소 분출량이 적게 조정한다. 유량을 측정하기 위한 저울과 추시계를 준비한다.밸브를 조금씩 열어 유적선의 형태를 관찰하고 유량을 측정한 후 밸브를 다시 조금씩 열어 실험을 반복한다. 유적선이 완전한 난류의 형상을 띄면 밸브를 잠궈 가면서 다시 관찰한다. 단, 이 실험에서 주의해야할 점은 밸브를 단시간에 많이 열었다가 줄이는 방식으로 조정하면 안 된다.1-2. Reynolds Number 방정식 유도Reynolds Number의 방정식을 유도하기 위해서는 차원해석과 상사에 대한 이해가 필요하다. 차원해석과 상사는 ①유체 유동 특성을 이론적으로 수식화 할 수 없거나 ②실험적인 방법으로 관계식을 구해야 하거나 ③실험 결과를 무차원의 형태로 표시하여 해석을 용이하게 하기 위해 주로 사용 된다.이와 비슷한 모든 경우의 각 인자들에 대한 기준값을 정하고 각 측정값들을 같은 인자의 기준값으로 나누어 그 비로 나타냄으로써 모든 조건에서 동일한 무차원의 값을 갖도록 하는 것을 상사율이라고 한다. 차원해석은 모든 물리량들을 질량(M), 길이(L), 시간(T)과 같은 기본인자들로써 나타내며 물리적인 현상을 나타내는 방정식 양변의 차원을 동일하게 하여 방정식의 해를 차원에 의해 해석하는 것이다.Reynolds Number는 Buckingham의pi 정리에 의해 유도될 수 있는데 이 정리는 물리현상을 설명 나타내는데 n개의 물리량(차원변수)가 필요하고, 이 차원의 변수의 기본 차원수가 m개 일 때, 이 물리현상은 n-m개의 독립 무차원수pi 로 나타낼 수 있다. 예를 들어 어떤 물리현상을 나타내는 물리량이A _{1} `,A _{2}, …… ,A _{n} 이고 물리량 사이의 관계가F(A_1 , ~A_2 , ~A_3 , CDOT CDOT CDOT , ~A_n ) ~=~0이와 같으면 이 식은 n-m개의 독립무차원수pi 를 사용하면, 아래와 같이 표현 가능하다.f( PI_1 , ~PI_2 , ~PI_3 , CDOT CDOT CDOT , ~PI_n-m ) ~=~0Buckingham의pi 정리 방법은 다음의 순서로 정리된다.표1. Buckingham의 정리 방법Buckingham의pi 정리① 문제에 관련되는(나타난) 변수의 개수를 센다.n~=~변수의~개수② 각 변수에 대한 차원 일람표를 작성한다. (MLTΘ 또는 FLTΘ 사용)③ 각 변수에 사용된 기본 차원수를 확인한다.m~=~기본~차원수④ 반복 변수(repeating variable)를 선정한다.- 반복 변수의 개수 : m개(기본 차원 수)- 선정 방법? 종속 변수(구하고자 하는 물리량)는 선택하지 않는다.? 문제에 나타난 기본 차원을 포함하여야 한다.? 주어진 물리량 가운데 중요한 물리량을 택한다.? 가능한 다음 중에서 각각 하나씩 선택한다.크기를 대표하는 변수 : 직경(d), 길이(L), 면적(A)유동 변수 : 유속(V), 유량(Q), 압력(P)유체의 성질 : 밀도(ρ), 점성 계수(μ), 비중량(γ)⑤ 반복 변수와 나머지 변수를 다음과 같은 곱의 형태인 n-m개의 무차원수로 나타낸다.&PI_1 ~=~{A_1}^a_11 TIMES {A_2}^a_12 TIMES {A_3}^a_13 CDOT CDOT CDOT {A_m}^a_1m TIMES {A_n-m} ##&PI_2 ~=~{A_1}^a_21 TIMES {A_2}^a_22 TIMES {A_3}^a_23 CDOT CDOT CDOT {A_m}^a_2m TIMES {A_(nCDOT ##&PI_{n-m} ~=~{A_1}^a_(n-m)1 TIMES {A_2}^a_(n-m)2 TIMES {A_3}^a_(n-m)3 CDOT CDOT CDOT {A_m}^a_(n-m)m TIMES {A_n}⑥ 각 항을 차원으로 나타내고 각 차원의 지수를 계산한다.⑦ 각 차원의 지수가 0 일 때 무차원의 조건을 만족함으로 이를 이용하여 지수를 결정한다.⑧ 결정된 지수를 이용하여 무차원수 Π1, Π2, Π3, ……, Πn-m를 구한다.이를 이용해 Reynolds Number를 무차원화 시켜보자. 일단 레이놀즈수는 1880년 Osborne Reynolds의 관내유동에서 층류와 난류 사이의 쳔이 현상에 대한 연구에서 표기되기 시작되었다.Re~=~ {rho VD} over {mu } ~=~ {VD} over {nu }ρ : 유체 밀도, V : 유체 유속D : 흐름에 잠겨있는 물체의 직경μ : 유체의 점성 계수nu : 유체의 동점성 계수이 식은 모든 유체의 유동에 중요하게 쓰이며 중요한 매개변수가 되었다. 위의 식은 관료유동일 경우에 사용되며 관로유동이 아닌 경우에는Re= {rho VL} over {mu } = {VL} over {nu }를 사용하며 L은 유동장의 특정거리이다. 이를 분해해보면 아래의 식과 같다.Re= {rho VL} over {mu } = {rho VL} over {mu } {V} over {V} {L} over {L} {1} over {{L} over {L}} = {rho V ^{2} L ^{2}} over {( {mu V} over {L} )L ^{2}}이 때,rho V ^{2} L ^{2} 은동압 TIMES 면적` -> `관성력이고,{mu VL ^{2}} over {L}은점성응력 TIMES 면적` -> `점성력이다. 정리하면 레이놀즈 수는Re= {관성력} over {점성력}이다. 속도가 낮은 경우에는 관성력보다 점성력이 지배적이고 층류유동이고 유속이 빠르면 점성려고다 관성력이 지배적이며 난류유동을 하는 것이 일반적이다.그림3. 레이놀즈수 수식이 증가함에 따라 난류가 시작되거나 층류로 복귀하는 점이 다르다.동일 유체를 점차 속도를 증가시켜 층류에서 난류로 바뀌게 하였다가, 다시 속도를 줄여 난류에서 층류로 바뀌는 실험을 했다고 가정했을 때, 유체의 속도를 높이는 구간에서 난류로 바뀌는 지점(1)은 속도를 줄이는 구간에서 층류로 바뀌는 지점(2)과 일치하지 않는다. 대부분의 경우, 지점(1)일 때의 레이놀즈수가 지점(2)의 레이놀즈수 보다 높게 관찰된다. 즉, 층류와 난류가 동일 유체, 동일 레이놀즈수의 조건이라 할지라도, 상황에 따라 층류일 수도, 난류일 수도 있는 구간이 존재함을 뜻하고 그 지점을 하임계, 상임계 레이놀즈수라고 정의한다.일반적으로, 레이놀즈수가 0에서 점차 증가하여 상임계 레이놀즈수에 다다르면 유체는 완전 난류에 접어들고, 완전 난류상태의 유체가 다시 레이놀즈수가 점점 줄어들어 하임계 레이놀즈수에 다다르면 완전 층류로 바뀌는 것으로 인정된다. 이 사이 구간은 천이구간으로 층류와 난류가 동시에 존재할 수 있거나, 조건에 따라 층류일 수도 난류일 수도 있다.그림4. 레이놀즈 수의 임계 영역각 유동 상태에서의 레이놀즈수는 다음과 같다.표2. 유동상태에서의 레이놀즈 수층류 레이놀즈 수천이영역 레이놀즈 수난류 레이놀즈 수2300 이하2300 < Re < 40004000 이상그밖에 상임계(층류 → 난류)= 4,000 , 하임계(난류 → 층류)= 2,100 이다.그림5. 유동의 형상결과보고서Ⅱ. 실험 보고서1. 실험 방법과 장치① 수조에 물을 가득 채우고 잔잔하여 지기를 기다린다.② 색소가 잘나오는지를 확인하고 가능한 색소 분출량이 적게 조절한다.③ 유량을 측정하기 위한 저울과 초시계를 준비한다.④ 밸브를 조금 열어 유적선의 형태를 관찰하고 유량을 측정한 후 밸브를 다시 조금씩 열어 반복한 후 완전히 난류인 것을 확인한 후는 다시 조금씩 밸브를 잠궈 가면서 관찰한다. 이때 밸브를 많이 열었다가 다시 줄이는 등으로 밸브를 조정해서는 안 된다.그림6. 레이놀즈수 실험장치 설명 (우경에스이 출처)※ 실험 결과 사진표3. 실험 결과 사진 유동상태사 진레이놀즈수층류 영역1980천이 영역2840난류 영역90803. 계산 예시표4. 계산 예시(결과 시트 첫 번째 값)인자기호공식계산 예(계산)유량Q(m ^{3} /s){G} over {gamma _{w} TIMES t}Q=` {1.0} over {999.2 TIMES 26}##`````=3.85 TIMES 10 ^{-5} (m ^{3} /s)10 CENTIGRADE 9803N/m ^{3}과15 CENTIGRADE 의 9798N/m ^{3}을 보간 하면11 ^{o} C에서 물의 비중량은 9802N/m ^{3}이다. 이 값에g=9.81`m/s ^{2}을 나누면,11 CENTIGRADE ,` gamma _{w} =999.2`kgf/m ^{3}이다.동점성 계수nu (m ^{2} /s)10 CENTIGRADE , gamma =1.308 TIMES 10 ^{-6} ,15 CENTIGRADE , nu =1.141 TIMES 10 ^{-6}을 보간 하면11 CENTIGRADE , nu =1.2746 TIMES 10 ^{-6}-유 속V`(m/s)Q=A TIMES VV= {Q} over {A}V= {3.85 TIMES 10 ^{-5}} over {{pi } over {4} TIMES 0.022 ^{2}}#``#``````=`0.101`(m/s)Re-Re`=` {V TIMES d} over {nu }Re=` {V TIMES d} over {nu }#`````````#`````````=` {0.101 TIMES 0.022} over {1.275 TIMES 10 ^{-6}}##``````````=`17504. 분석 및 고찰과 결론슬루스 밸브로 유량을 조절해가면서 소요시간을 측정하여 유량, 유속과 레이놀즈수를 구했다. 계산결과 유량에 따른 유속이 0.101m/s, 0.114m/s, 0.120m/s 일 때 레이놀즈수가 2100이하로 층류의 양상을 보였다.유속이 0.165m/s과 0.188m/s 일 때, 레이놀즈수 2840와 3240으로 천다.

공학/기술| 2016.10.22| 11페이지| 3,000원| 조회(133)

층류와 난류, 비압축성 유체의 흐름에 대한 유적선, Reynolds Numb..

미리보기

닫기
열유체실험 8번_펌프 성능 실험

제목펌프 성능 실험제출자목적① 유체를 이송하는데 이용하는 펌프의 성능을 NI Compact-DAQ와 LabVIEW를 이용하여 유량을 조정하면서 성능 변화를 이해한다.예비지식Ⅰ. 사전 조사1. 펌프의 종류와 특성 이론1-1. 펌프의 종류펌프의 종류에는 크게 원심펌프, 축류펌프, 왕복펌프, 특수펌프(분사펌프, 재생펌프, 기포펌프) 등이 있다. 이들을 다시 구조에 따라서 나누면 입축, 횡축, 편흡입, 양흡입, 윤절형, 수평분할형, 단단, 다단, 고정익, 가동익 등으로 분류된다.볼류트펌프와 터빈펌프로도 분류되는데, 내용은 다음과 같다.표 1. 터빈펌프와 볼류트펌프 비교터빈펌프볼류트펌프구조속도에너지 일부를 압력에너지로 바꿈회전차로부터 방출된 물을 와류실에서 집수 및 토출용도고압송수용저압대유량펌프다단펌프(20-1000m)단단펌프(80-100m)특징볼텍스챔버와 가이드베인 있음, 동체가 큼, 대양정, 체절운전가능, 정격유량보다 많으면 과부하 가능성 큼, 규정 양수량에서 소리와 진동 큼볼텍스챔버나 가이드베인 둘 중 하나가 없고, 구조간단하며 소양정, 체절운전가능, 양수량조절용이, 소리 진동 적음캐비테이션발생 가능성 적음발생 가능성 큼1-2. 펌프의 특성과 이론그림 1. 원심 펌프 이론원심펌프는 회전차가omega 의 각속도로 회전하면 깃AB가 발생하는 에너지의 일부분은 물에 전달되고, 나머지는 단지 물을 교란하기만 하는 무익한 열에너지로 손실된다. 물에 전달되는 에너지는 동적에너지와 정적에너지이며 동적에너지는 속도로, 정적에너지는 위치에너지와 압력에너지가 된다. 쉽게 설명하면 물은 원심력에 의해서 회전속도가 증가하면 수면은 더 큰 포물선이 되며 이 원리를 이용하여 양수, 송수하는 것이다.그림 2. 축류 펌프 이론축류펌프는 프로펠러펌프라고도 하며 3~5매의 깃을 가진 회전차를 고속 원동기에 직결하여 소형으로 큰 유량을 송수할 수 있는 특징을 가지고 있다. 축류펌프는 깃의 양력에 의해 물에 압력 에너지 및 속도에너지가 가해지고, 물은 회전차 내에서 축방향으로 유입, 유출하고 유출된 파악하는 것으로 회전수와 흡입양정을 일정하게 하고 가로축에 유량 Q, 세로축에 전양정H _{m}, 축동력 L 및 효율eta 로 하여 원심펌프의 특성을 나타내는 것이 보통이다.그림 4. 원심펌프의 특성곡선표 2. 원심펌프의 연합운전 특성곡선특성 같은 원심펌프 2대 직렬특성 다른 원심펌프 2대 직렬특성 같은 원심펌프 2대 병렬특성 다른 원심펌프 2대 병렬2. 펌프의 전양정, 동력, 효율, 비교회전도에 대한 계산식 유도그림 5. 펌프 전양정2-1. 펌프의 전양정펌프의 전양정은 흡입수면으로부터 토출수면까지의 수직거리에 마찰손실수두를 가산한 길이로 실양정(흡입 실양정 + 토출 실양정) + 손실수두의 합이다. 펌프의 실양정H _{o}와 전양정 H는 다음과 같다.여기서 펌프를 포함한 양수 장치 전체의 계에 대해서 양정을 생각해 보면 흡입액면과 송출액면에 작용하는 압력을 각각P _{1},P _{2}, 흡입관과 송출관에서의 평균 유속을 각각V _{1} ,V _{2}, 흡입관 및 송출관로내의 전체의 손실 수두를H _{l}, 실양정을H _{o}라 하면, 이러한 양수 장치 계에 유동이 이루어지게 하는데 필요한 전양정은 다음과 같다.H`=` {P _{2} -P _{1}} over {gamma } `+` {V _{2} ^{2 _{}} -V _{1} ^{2}} over {2g} `+`H _{o`} `+`H _{l}2-2. 펌프의 동력펌프의 동력은 펌프에 의해 액체에 공급되는 동력인 수동력과 원동기가 펌프를 구동하는데 드는 축동력인 2개로 나눌 수 있다.표 3. 펌프의 동력수동력L _{w}축동력L _{b}펌프 내의 회전차의 회전에 의하여 펌프를 통과하게 되는 유체에 주어지는 동력(Q:유량,H:양정,gamma :비중량)펌프 운전에 필요한 원동기의 마력L _{w} = {gamma QH} over {75`} `[Ps]L _{w} = {gamma QH} over {102} `[Kw]L _{b} = {L _{w}} over {eta }2-3. 펌프의 전효율펌프의 수동력의 축동력에 대한 비를 펌프 _{th INF }}eta _{v} = {Q} over {Q+q}eta _{m} = {L _{b} -L _{f}} over {L _{b}}분모: 이론 수두분자: 압력계수두q: 누설 양수량, Q: 실제 양수량L _{b} -L _{f} =L _{e} `:`유효동력eta = eta _{h} TIMES eta _{v} TIMES eta _{m} (펌프의 전효율)2-4. 펌프의 비교회전도펌프에서 회전차의 형상을 구별하기 위해 비속도를 사용하고 있다. 이것은 실제 회전차와 상사형인 모형 회전차를 생각하여 일정 모형 펌프를 가지고1m ^{3} /min의 물을 1m 양수하기 위해서 필요한 회전수이다. 바깥지름 D(mm)의 회전차로 송수량과 양정을 얻고자 할 때 회전수 N(rpm)에서 비속도를 구하면 다음과 같다. 지름이 D(mm)인 회전차의 펌프를 운전하여 회전수 N및N _{1}으로 양정 H,H _{1}과 송수량 Q,Q _{1}을 얻는다면 양정은 회전차의 회전수의 제곱에 비례하므로 아래의 식과 같다.N _{1} =N TIMES sqrt {{H _{1}} over {H}} (①)송수량은 회전수에 비례하므로Q _{1} =Q {N _{1}} over {N} =Q sqrt {{H _{1}} over {H}}(②)이다.양정H _{1}에 대하여 바깥지름이 D와 d의 상사형 회전차 2개를 운전한다면 d의 모형펌프에 필요한 회전수n _{1} =N _{1} TIMES {D} over {d} (③)이다. 또한 2개의 회전차 송수량을 각각Q _{1} 및q _{1}라고 하면 다음과 같다.{D} over {d} = sqrt {{Q _{1}} over {q _{1}}} 위 식을 ③식에 대입하면n _{1} =N _{1} TIMES sqrt {{Q _{1}} over {q _{1}}} 이며 ①②식들을 여기에 대입하자.n _{1} =N TIMES sqrt {{H _{1}} over {H}} TIMES sqrt {{Q} over {q _{1}} TIMES sqrt {{H _{1}} over {H}}}#`{s} =N TIMES ( {1} over {H} ) ^{{3} over {4}} TIMES sqrt {{Q} over {1}} =N TIMES {sqrt {Q}} over {H ^{{3} over {4}}}비속도는 펌프의 특성을 나타내는 중요한 수치이며 펌프 제작 회사에 따라 다소의 차이가 있다.그림 6. 회전차의 형식에 따른 펌프의 제원 값실험결과Ⅱ. 실험 보고서1. 실험 방법과 장치구동부원심 펌프제어부비례제어 밸브, 인버터센서부압력트랜스미터, 로터미터데이터송신부Graphtec GL820 data logger① 펌프 실험에 쓰인 각 장치들 명칭 숙지② 펌프 실험의 진행법 숙지③ 비례제어 밸브의 개폐에 따른 펌프 후단 압력을 Graphtec상에서 측정④ 펌프 실험에서 발생되는 압력강하에 따른 유량의 변화를 로터미터를 통해 측정2. 실험 결과SC-P10087.57562.55037.52512.50정격전류A0.18A정격 전압V220V전압V54.643.63.12.521.51유량Q[L/min]6.26.265.95.85.22.951.80P _{2}kg/cm ^{2}대기압(101325Pa)P _{1}kg/cm ^{2}***************************************300155600157400모터동력L _{m}[W]15kWH[m]3.463.493.543.633.694.145.315.545.73수동력L _{h}0.034317810.0346220.0339950.0342960.03428350.034475490.025053310.0159630축동력L _{b}0.049025440.049460.0485640.0489950.048976420.04925070.035790440.0228050효율eta 70%3. 계산 예시인자기호공식계산 예시정격전류AI= {P} over {V}정격소비전력이39W이고 220V이므로P=VI 공식에 의해 I=0.177A유량QL/minm ^{3} /min으로 단위 변환하면 1L는0.001m ^{3}이므로 6.2L/min이 0.0062m ^{3 } +(z _{1} -z _{2} )① 압력과 길이 두 인자의 차원이 다르나 압력(image 1bar) 에 비해서 z값은 매우 미소하므로 무시한다.H`= {P _{1} -P _{2}} over {gamma } =z _{2} -z _{1}②P= gamma H를 응용한다.1bar는10 ^{5} Pa이고 20도에서 물의 비중량은 9789N/m ^{3}이다.3.46(m)= {135200-101325} over {9789}③ 그 외 관마찰 손실은 무시한다.수동력L _{h}gamma QH/102{9789 TIMES 0.0062 TIMES 3.46} over {102 TIMES 60} =0.034318kW축동력L _{b}L _{b} = {L _{h}} over {eta }{2.059} over {0.7} =0.049025kW4. 실험 그래프그림 7 H-Q 실험 곡선그림 8 펌프 PM-015NM Performance curve그림 8 축동력-Q 실험 곡선그림 9 축동력-Q 성능 곡선5. 분석 및 고찰과 결론실험 데이터로 나온 H-Q값과 펌프 PM-015NM performance curve를 비교했을 때, 우리가 한 실험에서 유량의 범위가 0~6.2L/min인 것을 감안하고 펌프 성능곡선에 해당 양수량 범위의 곡선을 봤을 때 양정이 6m에서 4m임을 감안하면 실험곡선과 실제 성능 곡선이 유사하게 나옴을 알 수 있다.축동력 역시 성능곡선처럼 실제 실험에서 유량이 감소하면서 같이 감소하는 양상을 보였고, 전양정은 성능곡선과 마찬가지로 유량이 감소하면 증가하는 양상을 보였다. 펌프 뒤에 제원을 보면 온양정(전양정)이 4.5m라고 나와 있고 정격소비전력이 39W, 양수량이 7L/min으로 나와 있다. 제원표와 실제 결과를 비교해보면 출력 관련하여 축동력 내지는 수동력이 30W를 넘지 않고 양수량도 실험상에서 6.2L/min이 최대 수치로 성능표 안에서의 적절한 값들이 나옴을 알 수 있다.펌프의 전양정은 4.5m로 나와 있는데 전양정은 흡입, 토출양정, 유효, 토출압, 마찰압 모두를왔다.)

공학/기술| 2016.10.22| 13페이지| 3,000원| 조회(199)

펌프 성능, 열유체 실험, 유체를 이송하는데 이용하는 펌프

미리보기

닫기