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조도계수 실험 보고서

CONTENTS1. 실험 내용 (ABSTRACT)- 서론 (INTRODUCTION) P2- 문헌조사, 실험 이론 P2-P3- 실험 목적 (OBJECTIVES) P32. 실험 장비 P4-P53. 실험 방법 P64. 실험 결과-RESULTS P7-P10-DISCUSSION P10-P135. CONCLUSION & SUGGESTION P146. REFERENCE P141. 실험 내용서론조도계수는 1937년 Colebrook과 White, 1938년 Keulegan 등은 수심과 조도의 비율을 반영하여 선정하는 연구를 통해 구해졌다.1970년 Limerinos, 1979년 Bray 등은 수심변화에 따른 흐름저항 변화를 반영한 동수반경으로 표시되는 수심과 하상재료의 대표입경 비율인 상대수심을 고려하여 조도계수를 산정한 연구를 수행하였다.우리나라에서는 1993년 유권규, 2007년 김지성은 조도계수 산정과 관련된 현장 실측연구가 거의 이루어지지 못해 외국의 방법들을 도입하여 연구를 수행하였다.2009년 김지성 등은 하상재료의 입경분포 특성과 수심의 조도계수를 고려하여 흐름저항을 산정하는 연구를 수행하였다.문헌 조사, 실험 이론- 개수로의 단면 내에 있어서 유속분포는 수로바닥의 형태라든지, 표면조도, 유량 등의 다양한 인자의 영향을 받는다.- 일반적으로 수로 단면 내의 흐름에 대한 유속분포도에서 유속은 하상 저면부와 측면부에서 최소가 되며 자유수면에 가까워 질수록 유속은 커진다.- 유량은 단면적과 유속과의 곱으로 구하므로 유량의 측정 정도는 단면적과 유속의 측정정도에 따라 달라진다.- 수위와 유량을 이용한 조도계수 산정* 흐름 저항을 나타내는 조도계수 중 가장 널리 활용되는 식은 Manning 공식이다.* 조도계수는 폭이 넓은 개수로에서 넓은 범위의 상대 수심에 적용되며 흐름에 대 한 등류해석 시에 널리 활용된다.* 유량과 수위로부터 Mannig 공식을 구하면 다음과 같다.* 여기서,* 여기서 ,- Manning 조도계수에 영향을 주는 요소표면조도* 윤변을 이루고 흐름을 저도계수 값의 비교 및 분석2. 실험 장비-개수로 실험장치-초음파 수위계-삼각형 위어장치-노트북 (초음파 수위계와 2차원 유속계의 데이터 전송용)-자-2차원 유속계3. 실험 방법실험 순서1. 개수로의 폭과 길이를 잰 뒤 2차원 유속계를 설치한다.2. 삼각형 위어를 통하여 유량을 결정하고 개수로에 물을 흘린다.3. 수위를 초음파 수위계를 통해 지점별로 측정한다.4. 유속을 측정하고 유량을 변경하면서 위의 실험을 3회 이상 반복 측정한다.5. 측정된 값으로부터 조도계수를 구한 후 다른 연구자들이 제시한 값과 비교해 본다.6. 실험을 반복한 뒤 하상재료를 자갈과 인조 잔디로 달리하여 실험을 반복한다.실험시 유의 사항- 개수로 경사 조절 시 경사조절 장치에 표시된 자에서 높이를 읽은 뒤 경사(I)를 구한다.- 하상 재료를 변경하여 실험 할 때 유속계에서 바닥과 beam간의 거리에서 최솟값 (minimum)을 확인한 후, 그 위치를 기준점으로 정하고 기준점에서 먼저 5분간 측정하 고, 그 다음 0,3cm~0.5cm 정도 올린 뒤 두 번째 지점을 측정한다.4. 실험 결과RESULTS 1. (평면)plane 18개수로 폭 b = 0.8 m수로 경사 I = 0.15실험횟수측정시간(sec)유량()수심(m)단면적()경심 R(m)조도계수n1.0000100.1500230.37500.18240.00040.00252.0000100.1507231.56380.18300.00040.00253.0000100.1530232.51380.18480.00040.00254.0000100.1546232.96660.18620.00040.00255.0000100.1533233.00490.18510.00040.0025평균 조도계수 n = 0.0025plane 20개수로 폭 b = 0.8 m수로 경사 I = 0.15실험횟수측정시간(sec)유량()수심(m)단면적()경심 R(m)조도계수n1.0000100.1428222.08580.17640.00040.00262.0000100.1400221.18750.17410.00.1267201.37150.16280.00040.00275.0000100.1253201.72050.16160.00040.0027평균 조도계수 n = 0.0027plane 26개수로 폭 b = 0.8 m수로 경사 I = 0.15실험횟수측정시간(sec)유량()수심(m)단면적()경심 R(m)조도계수n1.0000100.1253196.63320.16160.00040.00282.0000100.1276198.38620.16350.00040.00273.0000100.1234196.58980.15990.00040.00284.0000100.1212194.57160.15800.00040.00285.0000100.1241196.21930.16060.00040.0028평균 조도계수 n = 0.0028plane 28개수로 폭 b = 0.8 m수로 경사 I = 0.15실험횟수측정시간(sec)유량()수심(m)단면적()경심 R(m)조도계수n1.0000100.1086183.13810.14670.00040.00282.0000100.1098183.59180.14780.00040.00283.0000100.1106184.76820.14860.00040.00284.0000100.1077184.14770.14590.00040.00285.0000100.1044182.32560.14290.00040.0028평균 조도계수 n = 0.0028개수로에서의 조도계수 n = 0.002676RESULTS 2. (자갈)자갈 18개수로 폭 b = 0.8 m수로 경사 I = 0.15실험횟수측정시간(sec)유량()수심(m)단면적()경심 R(m)조도계수n1.0000100.0783155.72780.11770.00040.00302.0000100.0667150.59380.10550.00030.00303.0000100.0655149.70100.10430.00030.00304.0000100.0786154.93540.11790.00040.00305.0000100.0798155.51210.11920.00040.0030평균 조도계수 n =단면적()경심 R(m)조도계수n1.0000100.0617123.56030.10020.00040.00342.0000100.0525119.78510.08980.00040.00343.0000100.0475118.01890.08390.00040.00344.0000100.0472117.75080.08350.00040.00345.0000100.0502119.17520.08720.00040.0034평균 조도계수 n = 0.0034자갈 26개수로 폭 b = 0.8 m수로 경사 I = 0.15실험횟수측정시간(sec)유량()수심(m)단면적()경심 R(m)조도계수n1.0000100.0426196.63320.07790.00040.00362.0000100.0503198.38620.08720.00040.00363.0000100.0571196.58980.09510.00040.00364.0000100.0587194.57160.09680.00040.00365.0000100.0597196.21930.09790.00040.0036평균 조도계수 n = 0.0036자갈 28개수로 폭 b = 0.8 m수로 경사 I = 0.15실험횟수측정시간(sec)유량()수심(m)단면적()경심 R(m)조도계수n1.0000100.0393106.89690.07380.00040.00382.0000100.0476110.88720.08400.00040.00383.0000100.0487113.97730.08540.00040.00384.0000100.0490114.94640.08570.00040.00385.0000100.0549115.50180.09260.00040.0038평균 조도계수 n = 0.0038자갈의 조도계수 n = 0.003384DISCUSSION1. 수심평균유속을 다양한 공식을 이용하여 구하여라.자갈 18 첫 번째 실험에서 n=0.0038, R=0.0004, I=0.15, C= 88.5255Manning의 조도계수 공식을 이용하면Chezy의 공식을 이용하면Ganguillet-Kutter 공식을 이용하면Hazen-ne 260.15990.00040.0028plane 280.14860.00040.0028수로 경사 I = 0.15평판단면적경심 R조도계수(m)nplane 180.11770.00040.003plane 200.11280.00040.0032plane 220.1020.00040.0033plane 240.08720.00040.0034plane 260.09510.00040.0036plane 280.08540.00040.0038조도계수를 구하는 Manning, Chezy의 공식에서는 경심 R의값이 주요 요인으로 작용한다. 위의 표에는 소수점 4자리까지만 표기되어있지만 단면적을 보면 R의 값이 소수점 4자리 이후부터 서로 미묘한 차이를 보이게 된다. 하지만 소수점이 낮으면 낮을수록 약간이 오차가 크게 작용할 수 있으므로 그 계산값이 전체 계산값에 영향을 끼칠 수 있다.속도를 구하는 Ganguillet-Kutter와 Hazen-Williams 의 공식에서도 경심 R의 값은 주요 요인으로 마찬가지이다.4) Chezy 공식 및 Manning 공식으로 조도계수를 구한 뒤 물리적인 특성, 차원적인 관점 등에서 다양하게 비교분석 하여라.평판 18개수로 폭 b = 0.8 m수로 경사 I = 0.15실험횟수유량단면적경심 R조도계수 nChezy계수 C(m)10.15000.18240.00040.0025106.809120.15070.18300.00040.0025107.079030.15300.18480.00040.0025107.280940.15460.18620.00040.0025107.373550.15330.18510.00040.0025107.3919Table 4-1에서의 조도 계수 값 n=0.0025자갈 18개수로 폭 b = 0.8 m수로 경사 I = 0.15실험횟수유량단면적경심 R조도계수 nChezy계수 C(m)10.03930.07380.00040.003888.525520.04760.08400.00040.003887.245430.04870.08540.00040.003887.007440.049다.

공학/기술| 2012.12.29| 14페이지| 1,500원| 조회(403)

조도계수, 조도계수 실험 보고서, 조도계수 실험

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파샬플룸 실험 결과 보고서

CONTENTS1. 실험 내용 (ABSTRACT)- 서론 (INTRODUCTION) P2- 문헌조사, 실험 이론 P2-P4- 실험 목적 (OBJECTIVES) P42. 실험 장비 P5-P63. 실험 방법 P74. 실험 결과-RESULTS P8-DISCUSSION P9-P135. CONCLUSION & SUGGESTION P146. REFERENCE P141. 실험 내용서론- 파샬플룸은 개수로에서의 물의 흐름을 측정하는 장치이다.- 1922년 Parshall이 개발한 장치이다.- 장치는 목 구간과 아래경사로 내려가는 구간과 상향 경사로 올라가는 구간으로 나뉘어져 있다.문헌 조사, 실험 이론위어를 사용한 개수로에서의 유량측정이 가장 경제적인 방법이긴 하나 위어는 에너지손실이 크고 위어의 직상류에 토사퇴적이 발생되는 단점이 있어 이러한 단점을 해결 하기 위하여 파샬플룸을 사용한다. 개수로에서 유량측정을 위해 사용되는 한계류를 이용한 수로 중 파샬플룸이 가장 많이 사용된다.파샬플룸이란 그림과 같은 수로 도중에 수로 폭을 축소시킨 수리구조물로 일부분의 경사를 급하게 하여 한계수심이 발생되는 원리를 이용하여 유량을 측정하는 장치이다. 위에서 바라본 파샬플룸 파샬플룸의 입체도파샬플룸은 각 크기별로 다른 유량공식을 나타내는데 이 식은 경험에 의해 유도되는 식들이다. 다음 표는 크기별 유량공식을 나타낸 것이다.후두부 폭유량공식통수용량()3in0.03~1.96in0.05~3.99in0.09~8.91~8ft~14010~50ft~2000 수로 폭에 따른 이론적 유량 공식파샬플룸은 실험식으로 유량과 수두와의 관계를 나타낸다. 이것은 1in(0.0254m)에서 50ft(15.24m)의 수로일 때 적용이 되며 대형 수로에서는 직접적으로 계측은 할 수 없으며 관계식은 다음과 같이 나타낼수 있다.-Free-Flow Discharge보통의 자유흐름에서의 유량공식으로는 다음과 같다.여기서, H=measuring head(m)Q=유량=계수, n=지수-Submerged flow Discharge수고를 측정한다.2. 유량이 안정이 될 때까지 약 10분 정도 기다린다.3. Tale gate를 조절하여 Tale gate 수심이 목 지점앞부분(=1지점)의 0.4가 되도록 한다.4. 이때 목 지점(=2지점), 아래경사로 내려가는 지점(=3지점), 상향경사로 올라가는 지점(=4지점)의 수위를 측정한다.5, Talegate를 조절하여 Tale gate 수심이 1지점의 0.6, 0.8배가 되게하고 측정한다.6. 위의 과정을 위어고를 1cm씩 낮추면서 10회 반복한다.4. 실험 결과RESULTS위어고개수로수심Tale gate수심1지점2지점()3지점4지점Case123.540163818.515.518243819.516.*************Case222.538.815.73717.215.517.623.33716.5151831.137232427Case321.537.51535.515.814.716.822.535.515.113.817.53035.521.52327Case420.535.514.23414.513.51621.33413.51316.528.434202226Case519.534.213.73313.713.51620.53313.71316.527.433192225Case618.53313.231.5131315.519.831.51312.51626.431.518.521.523Case717.531.212.530.21212.51518.830.212.512.5162530.2172122Case816.530122911.511.414.5182911.21115.72429172021Case915.528.511.42810.710.814.517.1281010.81524.82816.51920.5Case1014.52710.826.79.5101416.226.7910.51421.626.71618.520DISCUSSION1. plot the relationship between the flow rate and. Find the free-flow coefficient and exponent using the bte 수심이 개수로 수심의 0.4일때 이론 유량값18.50.072917.20.065115.80.057114.50.050013.70.0458130.0422120.037311.50.034910.70.03139.50.0260시그마 플롯을 이용하여와를 구하면계수의 경우 개수로의 폭 W를 곱해준다면곱해주는 C=0.992와 24.2%의 오차를 가진다.지수의 경우은 n=1.547과 14.4%의 오차를 가진다.2. Determine the maximum flow rate to be possible with this Parshall flume. During this procedure, you must consider the correction factor in the Parshall flume보정계수를 고려하여 이 파샬플룸에서 가능한 최대유량을 산출하기 위해서는이론값과 실제 값을 보정할 수 있는 보정계수 산정이 필요하다.이론 유량()실제 유량()()0.07290.03690.06510.03310.05710.02960.05000.02630.04580.02330.04220.02040.03730.01780.03490.01540.03130.01320.02600.0112위의 표를 보면 유량비의 평균값은 2.0861이다. 보정계수가 포함된 유량계수의 식을 쓰자면이 된다. 이를 통해 최대유량을 검정해보면, 이 파샬플룸을 통해 측정할수 있는 유량의 최댓값은가 된다.3. Evaluate the approximate head loss across the structure at the maximum flow rate측정된 유량 중 최대값 (0.0369)이고 Tale gate가 수면의 0.4, 0.6, 0.8인 3가지 경우에 2지점과 4지점의 자유수면에 대하여 베르누이 방정식을 적용하면 다음과 같다.→(자유수면 이므로 p=0) 속도는 같다고 가정한다.Tale gate의 수면이 기존 수면의 0.4일때=0.03mTale gate의 수면이 기존 수면의 0.6일때=0.025mTale gate의 수면이 기존: unknown WinFlume32 - Version 1.05.0033C:UsersDesktopUntitled.Flm - Revision 1New flume with default dimensionsPrinted: 2012-11-14 12:35:46 오후FLUME DATA REPORT-----------------------------------------------------------------GENERAL DATA ON FLUMEType of structure: Stationary CrestType of lining: Concrete - smoothRoughness height of flume: 0.000150 mBOTTOM PROFILE DATALength per section: Approach section, La = 2.000 mConverging transition, Lb = 0.900 mControl section, L = 2.000 mDiverging transition, Ld = 1.800 mVertical dimensions: Upstream channel depth = 1.000 mHeight of sill, p1 = 0.300 mBed drop = 0.000 mDiverging transition slope = 6.000:1-- APPROACH SECTION DATA --Section shape = SIMPLE TRAPEZOIDBottom width = 1.000 mSide slopes = 1.00:1-- CONTROL SECTION DATA --Section shape = SIMPLE TRAPEZOIDBottom width = 1.000 mSide slopes = 1.00:1-- TAILWATER SECTION DATA --Section shape = SIMPLE TRAPEZOIDBottom width = 1.000 mSide slopes = 1.00:1User: unknown WinFlume32 - Version 1.05.00quired H1/L Submerge.Gage, h1 Discharge Number Head Loss Ratio Ratio Warningsmeters m^3/s m----------------------------------------------0.150 0.104 0.087 0.025 0.076 0.0000.200 0.169 0.118 0.029 0.101 0.0000.250 0.247 0.145 0.032 0.127 0.0000.300 0.339 0.171 0.035 0.153 0.0000.350 0.444 0.194 0.038 0.180 0.0000.400 0.563 0.215 0.040 0.206 0.0000.450 0.697 0.234 0.042 0.232 0.0000.500 0.846 0.252 0.043 0.259 0.0000.550 1.009 0.268 0.045 0.286 0.0000.600 1.188 0.284 0.046 0.313 0.0000.650 1.383 0.298 0.047 0.340 0.000Summary of Warning Messages---------------------------No warnings.5. If there is discrepancy from comparison, explain the why in terms of hydraulic characteristics파샬플럼내에서 물이 낙하하고 다시 올라가는 과정 중 생기는 한계수심 등의 이유로 수두손실이 발생하게 된다. 일반적으로 개수로에서 물이 흐르는 경우의 바닥면은 매끈하고 평평한 면을 지난지만 파샬플럼은 경사를 가지고 수로 폭이 변하는 구조적 특징 으로 인해 추가적인 수두손실이 발생한다.5. CONCLUSION & SUGGESTION개수로에서의 유량을 측정하는 방법에는 파샬플룸 외에도 부자법, 유속 측정법, 위어를 이용한 방법등의 여러 가지 방법들이 있다. 이번에 파샬플룸을 이용하여 측정하면서 다른 방법들과 그 값을 비교했다. 그리고 보정계수와 지수를 구하면 비교se

공학/기술| 2012.12.29| 16페이지| 1,500원| 조회(680)

파샬플룸, 파샬플룸 실험 결과 보고서, 파샬플룸 실험 결과

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오리피스 실험 보고서

CONTENTS1. 실험 내용 (ABSTRACT)- 서론 (INTRODUCTION) P2- 문헌조사, 실험 이론 P2-P3- 실험 목적 (OBJECTIVES) P32. 실험 장비 P4-P53. 실험 방법 P64. 실험 결과-RESULTS P7-P8-DISCUSSION P19-P165. CONCLUSION & SUGGESTION P176. REFERENCE P171. 실험 내용서론오리피스란 수류의 측정을 위하여 측벽 또는 저면에 설치된 규칙적인 기하학적 형상을 지닌 물의 유출구를 말한다. 조리 유량계에 사용되는 조리개기구의 일종으로 유량조절 및 측정에 사용된다.오리피스는 위치에 따라 측벽에 설치된 연직 오리피스와 바닥에 설치하는 수평 오리피스로 나뉜다.물의 유입구와 유출구 사이에 생기는 압력차를 이용하여 유량을 측정할 수 있다.문헌 조사, 실험 이론- 오리피스조리개유량계에 사용되는 조리개기구의 일종. 유량 조절·측정 등에 사용한다. 구멍이 있는 얇은 오리피스 판을 관내에 설치하고, 오리피스 판의 상류(유입쪽)와 하류(유출쪽) 사이에서 생기는 압력차를 이용하여 유량을 측정한다. 이 밖에도 노즐(nozzle), 벤츄리 미터(Venturi tube) 등의 조리개기구들이 있는데, 그중 가장 많이 쓰이는 것이 오리피스 이다. 〔그림〕에는 오리피스의 단면 모양을 나타내었다. 모양이나 치수에 대해서는 관 의 지름을 기준으로 규격화된 표준 오리피스가 정해져 있다. 공업규격으로 치수와 유량 계수가 정해져 있으므로, 실제로 유체를 흐르게 하지 않아도 유량과 압력차 사이의 관 계를 알 수 있다. 원판에 구멍만 뚫은 간단한 구조로 되어 있고 값이 싸면서도 신뢰성 이 있다. 한편 압력손실로 생기는 유체의 에너지 손실은 다른 기구보다 크다.- 베르누이 정리여기서= 0,= 0 및≒ 0 이므로 위 식은여기서따라서 단면수축을 고려하지 않았을 때 유출구의 유속은이 된다.- 오리피스의 이론유속은으로 나타나며, 실제 유속은 마찰정항 및 손실을 고려하여 유속계수(Coefficient of veloc하게 되는데 이 위치가 오리피스의 중심에서 D/2되는 곳이다.-를 수축계수(Coefficient of contraction)라 하며 실험에서는 표준오리피스의 수축계수는 0.64로 나타낸다.- 이 때이므로 실제 유량 Q는여기서, C는 유량계수 (Coefficient of discharge) 이며로 나타낸다.-또는는 오리피스의 단면형과, 크기, 수심 등의 변화에 따라 변하며 실험에 의해이고로 나타난다.실험 목적- 유량을 측정하기 위한 베르누이 방정식을 통해 이론적 유량계수와 유량을 구한다.- 중량에 의한 실제 유량과 실험을 통한 유량계수와 유량을 계산하여 비교한다.- 오차의 원인을 분석하여 오리피스의 원리에 대해 이해한다.2. 실험 장비- 오리피스 실험장치- 유량 조절 벨브- 물을 받을수 있는 수조- 저울- 초시계3. 실험 방법실험 순서0. 오리피스의 직경을 측정한다.1. 수도를 틀어 저수조에 물을 받는다2. 펌프를 틀어 고수조에 물을 채운다.3. 파이프를 통해 물이 흐르는 것을 확인한다.4. 오리피스를 고수조 벽면에 설치한다.5. 유량조절밸브를 열어 수위를 조절한 후, 안정될 때 까지 기다린다.6. D/2지점에서 오리피스에서 유출된 물의 직경을 측정한다.7. 오리피스에서 나오는 물을 일정 시간동안 컵에 담아 유량을 측정한다.8. 고수조의 수두를 조절하여 실험을 반복한다.4. 실험 결과RESULTS 1. (정사각형 오리피스)이론상 유량 (=)h실제 유량이론상 유량/C물줄기 폭물줄기 높이6501.0851.436821856151.051.46671855801.011.356221855550.9851.325901855000.9251.255621854600.881.25501854350.851.175151854000.81.124801853650.761.074451853100.7050.99395185RESULTS 2. (삼각형 오리피스)이론상 유량 (=)h실제 유량이론상 유량/C물줄기 폭물줄기 높이7000.4050.647841856550.3850.6217431855950.3601852600.230.391345185RESULTS 3. (큰 원 오리피스)이론상 유량 (=)h실제 유량이론상 유량/C물줄기 폭물줄기 높이7050.81.167721856400.7651.117041855950.751.076571855600.731.046241854950.6750.975541854600.6450.945201853900.5950.874851853500.5550.824401853050.510.773891852550.450.7340185RESULTS 3. (작은 원 오리피스)이론상 유량 (=)h실제 유량이론상 유량/C물줄기 폭물줄기 높이7200.1950.2957521856400.1850.2786781856000.1750.*************.170.2615851854950.1650.*************.150.2364981853900.140.2174711853400.1250.*************.120.1893871852550.110.176337185DISCUSSION1. Compute and tabulate Q andand the plotagainst h. The discharge coefficient can be obtained from the slope of the graph. Also compute the discharge coefficient for individual runs using equation 4-1 and compare with graphical result. Torichelli equation is give as1) 정사각형 오리피스h실제 유량이론상 유량/C이론상 C값6501.0851.430.7596151.051.40.7505801.011.350.7485550.9851.320.7465000.9251.250.7404600.881.20.7334350.851.170.7264000.81.120.7143650.761.070.7103100.7050.990.7122) 삼각형 오리피스h실제 유량이론상 유량/C이론상 C값7000.4050.280.460.6093050.2450.4230.5792600.230.3910.5883) 큰 원 오리피스h실제 유량이론상 유량/C이론상 C값7050.81.160.6906400.7651.110.6895950.751.070.7015600.731.040.7024950.6750.970.6964600.6450.940.6863900.5950.870.6843500.5550.820.6773050.510.770.6622550.450.70.6433) 작은 원 오리피스h실제 유량이론상 유량/C물줄기 폭7200.1950.2957526400.1850.2786786000.1750.2696355650.170.2615854950.1650.2455174600.150.2364983900.140.2174713400.1250.2034282950.120.1893872550.110.176337시그마 플롯을 이용한 정사각형 오리피스의값 = 0.7378토리첼리의 공식을 이용한 정사각형 오리피스의값의 평균 = 0.734오차율 = 0.5%시그마 플롯을 이용한 삼각형 오리피스의값 = 0.6198토리첼리의 공식을 이용한 삼각형 오리피스의값의 평균 = 0.605오차율 = 2.3%시그마 플롯을 이용한 큰 원 오리피스의값 = 0.6853토리첼리의 공식을 이용한 큰 원 오리피스의값의 평균 = 0.683오차율 = 0.3%시그마 플롯을 이용한 작은 원 오리피스의값 = 0.6531토리첼리의 공식을 이용한 작은 원 오리피스의값의 평균 = 0.646오차율 = 1.1%2. Derive an expression for the actual velocity of the jet from an orifice if the jet falls a distance y vertically in a horizontal distance x measured from the vena contracta. If the head of water above the orifice is h, what will be the coefficient of veloci determine the discharge coefficient. Also compute the discharge coefficient for individual runs using equation 4-2 and compare with graphical result오리피스 실험장치의 높이가 물줄기가 수직으로 떨어질만큼 높지 못하기 때문에 h값에 따른 x값의 변화로 y값을 추측한다.1) 정사각형 오리피스그래프에 의한 정사각형 오리피스에서의= 0.829y는 185mm 의 고정값을 갖는다.위의 추세선을 따르면 h가 46mm일때 x와 6값이 185의 값을 갖는다.식 4-2에 대입하면= 1.023오차율 = 18.96%2) 삼각형 오리피스그래프에 의한 삼각형 오리피스에서의= 0.9864y는 185mm 의 고정값을 갖는다.위의 추세선을 따르면 h가 93.67mm일때 x와 y값이 185의 값을 갖는다.식 4-2에 대입하면= 0.703오차율 = 28.73%3) 큰 원 오리피스그래프에 의한 큰 원 오리피스에서의= 0.9331y는 185mm 의 고정값을 갖는다.위의 추세선을 따르면 h가 85.95mm일때 x와 y값이 185의 값을 갖는다.식 4-2에 대입하면= 0.734오차율 = 21.33%4) 작은 원 오리피스그래프에 의한 작은 원 오리피스에서의= 0.8451y는 185mm 의 고정값을 갖는다.위의 추세선을 따르면 h가 69.22mm일때 x와 y값이 185의 값을 갖는다.식 4-2에 대입하면= 0.817오차율 = 1.23%5. CONCLUSION & SUGGESTION유량을 측정하는 방법에는 오리피스 외에도 유량계, 피토관 등을 이용한 방법들이 있다. 그중 오리피스를 활용한 실험을 시행하였는데 유량을 오리피스 장치로 측정할 수 있는 유량 계수 뿐 만 아니라 유속, 물줄기의 수직, 수평 이동거리를 자료로 사용하여 얻을 수 있는 값들을 구하여 보았다. 한 가지 아쉬운 점이 있다면 실험장치가 물줄기의 수직거리를 측정할 정도로 높은 위치에 있지 않았다는 것이다. 그렇기 때문에 수직거하다.

공학/기술| 2012.12.29| 17페이지| 1,500원| 조회(494)

오리피스, 오리피스 실험, 오리피스 실험 보고서

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LSPIV 결과 보고서

CONTENTS1. 실험 내용 (ABSTRACT)- 서론 (INTRODUCTION) P2- 문헌조사, 실험 이론 P2-P3- 실험 목적 (OBJECTIVES) P32. 실험 장비 P4-P53. 실험 방법 P64. 실험 결과-RESULTS P6-DISCUSSION P7-P95. CONCLUSION & SUGGESTION P106. REFERENCE P101. 실험 내용서론LSPIV(Large Scale Particle Image Velocimetry)기법은 컴퓨터와 영상 기술의 발전으로 PIV 기법을 실제하천 등 보다 넓은 영역에 적용하여 표면의 유속을 측정하기 위한 영상측정 기법이다. 이러한 영상분석을 통한 실제 하천에서의 유속은 한 쌍의 항공사진을 이용하여 하천의 유속을 측정하는 연구로부터 시작되었다.항공기를 이용하는 등의 비용과 환경상의 문제로 다른 각도로 찍힌 영상을 보정하는 영상 기법을 개발하여 보다 경제적이고 정확한 측정이 가능하여 특히 수자원 분야의 활용 가능성이 높아져서 이를 응용한 다양한 기술연구가 진행되고 있다.문헌 조사, 실험 이론PIV기법은 레이저 이용하여 추적입자의 궤적을 촬영 한 뒤 영상 처리 후 입자의 이동거리를 일정한 시간 간격으로 나누어 유속장의 속도 분포를 계산하는 기법이다. PIV 기법은 레이저 발생장치, 촬영장치, synchronizer 등의 기기로 구성되지만 LSPIV는 자연광을 이용하여 수표면상에 지나가는 부유물질의 이동을 촬영하여 표면의 유속을 측정하므로 캠코더와 같은 촬영장치가 사용되므로 하천과 같이 비교적으로 넓은 수리 단면의 유속을 측정하는데 용이하다.넓은 영역의 유속을 측정하기 때문에 영상왜곡이 일어나기 쉬우므로 그에대한 보정이 필요로 한다. 그러므로 LSPIV의 분석과정은 영상의 획득, 영상처리 및 왜곡보정 그리고 PIV분석을 통한 유속산정과정으로 이루어진다.실험 목적- 표면 유속 측정방법인 LSPIV 기법을 이해- 2차원 유속계를 이용한 유속장 측정 결과와 비교 검증- LSPIV의 정확도를 높이기위한 방안 도출2. 실험 장비-추적입자-디지털 캠코더-2차원 유속계-노트북 (2차원 유속계의 데이터 전송용)-삼각형 위어장치-개수로 실험장치3. 실험 방법실험 순서1) 직사각형 직선 개수로에 유속계 설치2) 기준점 표시 및 캠코더 설치3) 유량 및 수위 설정4) 유속계를 이용한 표면유속 측정5) 추적 입자 살포 (수표면에 고르게 분포하게 살포)6) 동영상 촬영7) 동영상에서 동일시간 간격으로 이미지 추출8) 왜곡 보정(MATLAB)9) 이미지 처리(MATLAB)10) 유속게 유속과 LSPIV유속의 비교11) 토의 및 고찰4. 실험 결과RESULTS위어고 11.5cm위어고가 11.5cm일 때 유속계를 통한 표면 유속지점 1.지점 2.지점 3.5.4355.4155.43지점 4.지점 5.지점 6.5.8555.855.95지점 7.지점 8.지점 9.5.855.6555.155속도평균좌측7.837.887.827.887.857.897.867.847.86중앙8.208.148.138.088.078.158.168.208.14우측7.827.787.757.777.807.747.817.827.79위어고 13cm위어고가 13cm일 때 유속계를 통한 표면 유속지점 1.지점 2.지점 3.7.858.4157.93지점 4.지점 5.지점 6.7.8558.4258.15지점 7.지점 8.지점 9.7.957.6558.155속도평균좌측11.7811.7111.7611.9311.8811.7611.6811.6611.77중앙11.3011.2011.2311.3611.3711.1511.1011.3511.26우측10.2710.2010.1710.3110.3210.059.989.9910.16DISCUSSION1. 이미지 왜곡의 종류에는 무엇이 있으며 보정하는 방법으로는 무엇이 있습니까?LSPIV 기법은 하천을 2차원 평면 형태로 가정하면서 영상을 기록하므로 이에 대한 왜곡은 카메라의 촬영 각도에 의한 원근상의 왜곡이 있다.실제 3차원의 현상을 2차원으로 촬영하는 과정에서 생기는 왜곡이다.이를 보정하기 위해서는 4개 이상의 기준점을 이용하여 8개의 계수를 산정하여 2차원 투영좌표에 대한 변환법을 이용하는 방법이 있다.2. 표면 유속과 평균 유속의 관계는?2차원 유속계를 이용한 수심에 따른 유속의 분포수심폭수면7cm12cm17cm22cm27cm5cm21.9530.0629.929.9628.7225.8810cm24.7530.9230.930.9830.8528.9525cm25.4830.8830.331.0130.7229.9640cm25.6731.2630.3731.431.126.7755cm24.2629.8529.9130.1230.428.7670cm22.5427.7428.5128.8829.7627.88위의 표와 그래프는 수심과 개수로의 폭에 따른 유속의 분포를 측정한 것이다.수면에서의 속도는 0.24m/s 이며 전체 유속의 평균값은 0.28m/s 로 약 85%이다.3. LSPIV에 사용될 추적 입자가 가져야할 조건은 무엇입니까?DISCUSSION 2.에서 인용한 분포 표와 그래프에서 보았듯 표면의 유속과 실제 유속은 어느정도 차이를 가진다. 가장 이상적인 추적 입자는 물에 잠기되 바닥에 닿지 않아 유속 그대로 이동하는 입자이겠지만 현실적으로 그러한 입자는 찾기가 어렵다. 그러므로 물보다 밀도가 낮은 입자를 사용해야하는데 입자가 너무 가볍다면 주변의 바람, 파동 등의 외부 요인에 의해 영향을 받아 유속 측정이 제대로 이루어지지 않을 수도 있다. 그러므로 추적 입자의 일부는 물에 잠겨 이러한 외부요인으로부터 받을 수 있는 오차를 최소화 할 수 있어야 한다.4. LSPIV로 유속의 연직분포를 측정하기 위해 필요한 것은?DISCUSSION 2.에서 인용한 분포 표와 그래프를 보면 전체 유속은 표면유속과 어느 정도 차이가 있다. 그러므로 유속의 연직분포를 측정하기 위해서는 각 측정하고자 하는 수로의 특징에 따른 표면유속과 전체 유속의 비를 산정하고 그에 맞춰서 LSPIV로 측정한 유속을 비율에 맞추어 전체 속의 연직분포를 산정할 수 있다.5. CONCLUSION & SUGGESTION1학기에 실험했었던 개수로의 유속측정과 같이 2차원 유속계를 이용하여 유속을 측정하는 실험과 동시에 추적 입자와 캠코더를 이용하여 유속을 측정하는 새로운 방법을 이용하여 유속을 측정하고 그를 비교하는 실험이었다. 그것을 이용하여 표면유속을 측정하고 실제 유속과의 차이도 비교해 볼 수 있었는데 이전에 실험했던 자료들도 참고하여 표면유속과 전체 유속과의 관계도 보다 용이하게 구할 수 있었다.

공학/기술| 2012.12.29| 10페이지| 1,500원| 조회(154)

PIV, 부자측정법, LSPIV 결과 보고서

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레버린스 위어 결과보고서

CONTENTS1. 실험 내용 (ABSTRACT)- 서론 (INTRODUCTION) P2- 문헌조사, 실험 이론 P2-P3- 실험 목적 (OBJECTIVES) P42. 실험 장비 P4-P53. 실험 방법 P64. 실험 결과-RESULTS P65. CONCLUSION & SUGGESTION P76. REFERENCE P71. 실험 내용서론최근 지구온난화 및 이상기후 현상에 의해 국지성 호우가 빈번히 발생하기 시작하였고, 기존의 예측범위를 초과 하게 되었다. 그로인해 강우량이 2001년 댐 설계 당시보다 약 30% 정도가 증가한 것으로 분석되었다. 우리나라의 경우 대부분의 현재 여수로의 추가 건설에 의한 댐의 안정성을 확보하고 있으며, 추가로 여수로를 제작하는 등의 방법으로 이를 해결하고 있지만 그 비용상 문제로 인하여 레버린스 위어의 필요성이 나타나기 시작했다.문헌 조사, 실험 이론- 전형적인 사각형 칼날형 위어에 대하여, 우리는 아주 간단한 접근을 하고 그 위어의 흐름은 실제 흐름이 비정상 압력과 속도 분포 같이 매우 복잡함에도 불구하고 하나의 오리피스 흐름에 관하여 위어의 흐름은 비슷하다고 가정한다.- 우리는 위어의 위쪽의 평균속도가에 비례하고 이 사각형 위어에 대한 흐름 면적이 Hdb에 대해 다음과 같이 비례한다고 예상한다.- 각 Type 별 위어에 같은 양의 모래를 일정 시간 동안 흘려보내주고, 위어 상류 쪽에 남은 유사의 무게를 측정해 유사 배재율을 계산한다.: 처음 흘려보내 준 유사의 건조 단위 중량: 위어의 상류에 남은 유사의 건조 단위 중량실험 목적- 레버린스 위어에 대한 수리학적 특성을 이해한다.- 수치적인 도구를 사용하는 레버린스 위어에 대한 위어 계수를 산출한다.- 위어 계수와 위어수두 H의 비율간의 관계를 이해한다.2. 실험 장비- Type1 레버린스 위어 (일반 레버린스 위어)- Type2 레버린스 위어 (밑에 구멍이 뚤린 레버린스 위어)- Type3 레버린스 위어 (경사진 레버린스 위어)- Type4 레버린스 위어 (옆에 틈이있는 레버린스 위어)- 모래 분사기- 저울- 주문진 표준사-삼각형 위어장치-개수로 실험장치3. 실험 방법실험 순서1) 모래분사기의 유사유입속도를 측정한다.2) 펌프를 작동시킨 후 개수로 안의 흐름을 안정화 시킨다.(약 10분간)3) 레버린스 위어 상류의 수두를 측정하고 일정하게 유지시킨 후, 위어고를 측정한다.4) 유사의 무게를 4kg 측정한다.5) 유사를 위어의 상류에서부터 흘려보내 이동 특성과 퇴적을 관찰한다.6) 위어 상류 쪽에 퇴적된 유사를 수거해 건조시킨 후 무게를 측정한다. 또한, 넣어준 모래의 건조 단위 중량도 측정한다.7) 나머지 Type의 위어에도 반복한다.4. 실험 결과RESULTS위어 Type투입 유사량 (g)퇴적 유사량 (g)유사 배재율(%)Type 13988326818.1Type 239883106.722.1Type 339882995.325Type 43988313021.55. CONCLUSION & SUGGESTION실험 데이터에서 볼 수 있듯이 유사 배재의 효과는 3 > 2 > 4 > 1 (Type)의 순으로 나타난다. 예상 밖으로 옆에 틈이 있는 Type 3의 위어보다 밑에 구멍이 뚫린 Type 2의 위어에서 유사 배재의 효과가 더 뛰어났었는데 이러한 결과가 나온 이유가 실제와는 다른 규모로 실험을 행하였기 때문은 아닌가 라는 의구심이 든다. 상대적으로 물을 가둘 수 있는 양이 적은 Type 3의 위어가 배재량이 오히려 적은 것이 그렇게 생각하게 된 이유이다. 물론 Type 3 위어의 사이사이마다 흐름에 방해가 생겨 유사의 배재율이 역으로 낮아 질수도 있을 것 같다.

공학/기술| 2012.12.29| 7페이지| 1,500원| 조회(163)

레버린스, 레버린스 위어 결과보고서, 레버린스 위어

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