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상사와 비속도

Theme : 비속도에 따른 펌프종류와 상사법칙(기본적인 이해를 바탕으로 고찰중심으로 보고서를 쓰도록 한다)(1) 서론 : 펌프를 선정시에는 고려해야 할 사항이 많다. 토출량,전양정,흡입양정, 수질등의 사양, 유량 또는 양정의 변동 범위, 운전조건 등 여러가지의 조건 등등이 있다. 그런 조건에 가장 적합한 펌프를 선정하든지, 그 펌프사양의 상세결정을 하든지, 어떤 방법으로 하여도 사용조건 등을 신중히 검토하여서, 그 장치의 가동상태에 가장 적합함을 동반한 펌프를 결정해야한다.그중 이번 레포트에서는 비속도에 따른 펌프의 종류를 조사하고 비속도에 대한 개념을 이해하도록 한다. 비속도라는 것이 펌프 선정시 고려해야하는 조건중 하나이고 그렇기 때문에 우선 펌프선정시 고려해야 하는 조건에 대하여 생각해 볼 것이고 또한 비속도는 상사법칙을 이루는 하나의 부분이기 때문에 상사법칙에서의 비속도를 정의해보고 이론식으로도 나타낼 것이다. (무차원수에 의한 비속도의 정의에 대하여 탐구해 볼 것이다.) 추가적으로 무차원 형상계수와 비속도와 회전수에 따라서 펌프의 형상이 달라지는 이유에 대해서도 고찰하여 보도록 할 것이다. 그 다음으로는 비속도에 따른 펌프종류인 원심,사류,축류에 대하여 간략하게 이해하고 모두 상사법칙과 관련지어 고찰해 볼 수 있도록 한다. 우리가 4번째로 실험해봤던 원심펌프 성능실험에서 아쉬웠던 고찰에대하여 보충해보도록 한다.(임펠러 영향에 대한 고찰과 원심펌프의 효율을 높일 방안에 대한 고찰을 포함할 것이다). 그 다음 사류펌프에서는 날개형상에 대한 효율에 대하여 결과 분석 및 고찰을 해보도록 할 것이다. 축류펌프도 마찬가지로 성능을 향상시킬 수 있는 방안에 대하여 조사해 보도록한다. 마지막으로 상사법칙,비속도,펌프 이 세가지의 테마를 종합적으로 보는 견지에서 정리하고 마지막 레포트를 마무리한다.* 펌프 선정시 고려해야 하는 조건토출량 :토출량 단위 m3/min, 필요 유량의 10~20% 의 여유로 선정하여야 한다.전양정 :펌프의 양정이란 펌프가 물을 양수하는데 비속도에 대한 개념이해와 고찰펌프에서 팬에 적용시킨 비속도는 그 회전차를 형상과 운전상태를 닮은 형태로 유지시키면서도 그것을 크기를 바꿀수 있고 단위유량에서 양정을 일으킬때 회전차에 주어저야 할 매분 회전수를 의미한다. 펌프를 결정할때에는 양정,유량,회전수가 주요한 요인이기 때문에 유량과 양정에 대한 상사법칙으로부터 비속도에 대한 식을 얻을 수 있었다. 간단하게 생각 해본 비속도는 예를 들어서 초대형 비행기에 회전펜을 달기위해서는 펜이 어떠한 크기,모양이 되어야 가장 좋은 성능을 나타낼 것인지 연구해야 할 것이다. 하지만 이러한 펜을 연구 실험 하기위해서는 실제 모형으로 한다면 크기에 의한 실험비,실험장치가 경제적으로 어마어마한 양을 투자해야 할 것이기 때문에 같은 모양을 소형으로 하여 실험을 해야 할 것이다. 그렇기에 비속도는 실제와 실험에서의 회전에 관한 조건을 비슷하게 보정해주는 것이라고 생각해 볼 수 있겠다. 요점정리를 하자면 비속도는 회전차의 상사성 또는 펌프 특성 및 형식결정 등을 논하는 경우에 이용 되는 값이다 . 회전차의 형상치수 등을 결정 하는 기본 요소는 유량, 양정,m 회전수 이므로 유량에 의한 상사법칙, 양정에 의한 상사법칙으로부터 비속도에 관한 식을 얻을 수 있다. 비속도는 상사법칙에서 정의되는 것이기 때문에 우선 상사법칙에 대하여 알아보도록 한다. 그리고 상사법칙에 대하여 식을 조사하기 보다는 어떤식과 어떤식으로 전개되어 식이 도출되는지에 대하여 집중적으로 탐구하며 이해하도록 한다.(3) 상사법칙이란?유체기계에서의 상사법칙에 대하여 설명하자면 터보형 유체기계에 대하여 원형과 모형사이의 상사성을 적용함으로써 형상을 같게 하고 치수를 변경한 모형에 대하여 적합한 회전수를 부여하여 원형의 성능을 예측하는데 이용되는 법칙이다.▶ 유체기계는 크기가 모두 다르므로 성능을 표시하는 요소인 유량,양정,축동력,회전수가 다르지만 성능곡선은 동일한 형태로 나타난다.▶ 위의 그림은 식의 도출에 필요한 속도삼각형에 대한 그림을 유체역학 책에서 구해볼 수있었례관계가 있을 것이다.정리: 상사법칙과 유량, 양정, 축동력에 대한 상사법칙과 그 이해상사법칙이라는 것은 실제의 모양과 모형사이에서 상사성을 적용함으로 치수가 작아지거나 커진 경우에 대해 회전수를 적용시킴으로 원형의 성능을 예측하는데 이용되는 법칙이다. 위에서 증명해본 식들에 의해서 펌프는 회전수에 의해 성능이 변한다는 것을 알 수 있다. 유량의 상사법칙에서는 회전비의 곱, 양정에 의한 상사법칙에서는 회전비의 제곱승, 축동력에 의한 상사법칙에서는 회전비의 다섯제곱승에 비례하는 것을 도출해 낼 수 있었다. 이 단순한 것과 같은 일(회전수의 비)이 만약 무시된다면 펌프의 성능이 비례하는 것이 아닌 제곱,세제곱,다섯제곱에 비례하기 때문에 난감한 문제를 발생시킬 수 있다. 그리고 위의 식에서 축동력의 경우에 세제곱에 비례한다는 것을 보면 그만큼 회전수에 변화에 따라서 고려를 해야한다는 것이기 때문에 작은 회전수 일때는 효율에 큰 지장이 없을지 모르지만 큰 회전수가 필요하거나 큰 크기의 펜에 경우에는 효율에 직접적인 영향을 끼칠 것이다.그리고 펌프의 크기와 회전수에 관계없이 펌프의 구조가 상사이고 유동이 상사인 경우에 일정한 값을 가지는 상수인 비교회전도라는 것이 있다. 이 비교회전도 즉 비속도는 각종 펌프의 구조를 대표하는 기준이되고 특정목적에 사용할 펌프의 유형을 결정하는 경우에 이용되기 때문에 다음으로 비속도를 도출해내는 식에 대하여 고찰하여 보도록 하겠다.두 개의 도출과정은 달지만 펌프의 유동은 양정계수,펌프효율,동력,유량계수 에 이하여 영향을 받는다는 것은 공통적으로 나타났고 수식만 조금 다른 것일 뿐이었다. 두 가지의 방법으로 도출해낸 무차원수들은 서로 상수배에 비례하고 형태만 다르지 특성은 변화하지 않음을 알 수 있다.(3) 비속도(비교회전도)* 식이 도출되기까지의 정리와 고찰유량과 양정에관한 상사법칙으로 도출되므로 위에서 정리한 유량,양정에 관한 상사식으로 정리하도록 한다.(유량에 의한것)(양정에 의한것)1번식에서 우측의 회전비를 왼쪽으로 이항하면이 나온계수 K는 비속도에 약 1/2500배라는 것을 알 수있다. 여기에서 조심해야 할 것은 각속도의 개념이아닌회전수의 개념으로 적용된다는 것이다.*에 따라서 형상이 변하는 이유 고찰비속도라는 것은 위에서도 정의하였듯이 한 회전자를 형상과 운전상태를 상사하게 유지하면서 그 크기를 바꾸며 단위 유량에서 단위양정을 내게 할때 주어져야 할 회전수를 처음회전자와 비교해 비교회전도 즉 비속도라고 하는 것이다. 그렇다면 왜(비속도)에 따라 펌프의 형상이 변하는 것일까? 에 대한 의문이 들었고 이것을 식으로 정리된 것으로 이유를 고찰해 보도록 하겠다.를 우선 1번식이라고 가정한다.1번식에서(위에 상사법칙에서 증명하였다.) 이므로 이 식을 1번식에 대입하여 본다. 대입하게 되면이고 도출된식에서은 대체로 큰 변화가 없기 때문에 나머지를 소거시키면식이 만족된다.이 식에서 보듯이 비속도가 커질수록 출구폭은 점점커지고 회전차의 외경은 점점작아진다. 그래서 원심펌프에서는 축류펌프의 형상으로 고속회전이 가능해지고 소형화 됨을 생각 해볼수 있다. 그리고 동일한 유랴이라면 펌프의 효율도 증가할 수있다.(4) 비속도에 의한 펌프의 종류▶이 표는 비속도와 펌프의 종류에 대하여 기술하고 있는 표이다.▶ 이표는 비속도 범위에 따른 펌프의 종류와 형식에 대해 기술한 표이다.펌프의 성능이나 효율은 거의 회전차에 의해 결정되어 진다해도 과언이 아니라고 한다. 그러므로 이번레포느에서는 비속도에 의한 펌프를 분류하고 고찰해보도록 한다. 우선 원심펌프를 시작으로 측류펌프, 사류펌프 순으로 간략한 개요를 적어보고 그림으로 나타내 보면서 이해하도록 한다.1)원심펌프 : 회전차에서 깃을 통과하는 물이 최전축에 거의 직각인 평면내를 흐르고 일반적으로 깃의 형상은 2차원의 곡면을 가지고있다.2)사류펌프 : 넓은 의미에서는 원심펌프의 혼류형에 포함된다고 한다. 하지만 회전차의 내부 유선은 경사져있고 출구 끝도 비스듬히 기울어져 있어 독립된 취급을 받고있다고 알려져있다.3) 측류펌프 : 원통 단면에서의 형상은 비행기의 날개같 압력을 발생시키는 펌프를 말한다. 이 펌프에서 중심부의 물이 밖으로 나오면 중심부는 압력이 저하되어 진공에 가까워지고 흡수관의 물이 대기의 압력에 의하여 임펠러 중심을 향해 흐르게된다. 이렇게 하여 물은 연속적으로 펌프 작용을 받아 흡상,압상이 되는 것이다. 보통 원심펌프의 흡입구가 임펠러의 중심에 있는 것이 바로 이것 때문이다.원심펌프에 대한 이해와 논문을 통한 비속도와 효율 고찰비속도기 100~700 정도의 범위에 들어있는 원심펌프에 대하여 조사하고 고찰하여 보도록 하였다. 원심펌프는 기계적인 에너지를 유체에 전달하는 장치이다. 저번 4번째실험에서 원심펌프에 대한 구조 원리를 이해하였고 일정 회전속도로 운전하는 펌프에 대해 양정,수동력,축동력및 효율을 구하고 유량과의 관계를 파악하였다. 그리고 성능실험의 효율분석에서 임펠러에 대한 언급을 했었다. 이번 레포트에서는 극저 비속도 영역에서 임펠러 관련인자 변화에 따른 원심펌프의 성능에 대하여 논문을 찾아보고 고찰을 쓰도록 할 것이다. 또한 4번째 레포트에서 효율 증대방안에 대하여 고찰이 부족하였기 때문에 원심펌프의 불안정한 성능개선에 대한 논문 조사를 통해 고찰을 쓰도록 하겠다.극저 비속도 영역에서 임펠러 관련인자 변화에 따른 원심펌프의 성능고찰고양정과 저유량이 특징인 극저비속도 영역에서 작동하는 원심펌프는 일반비속도 원심펌프에 비해 매우 다른 성능을 가진고 펌프의 효율은 비속도가 저하함에 따라 급격히 떨어지고 극저비속도 원심펌프의 효율을 결정하는 것은 임펠러 보다는 볼류트 성능이 지배적이라고 알려져있다. 하지만 조사한 논문에서는 국내에서 생산되고 있는 비속도 76.2인 극저비속도의 양방향 원심펌프에 대해 수치해석을 통해 임펠러의 형상과 회전수(rpm) 등의 관련 인자가 펌프 성능에 미치는 영향을 고찰하였다. 논문을 통해 임펠러 깃수와 회전수에 따른 펌프성능에 대한 고찰을 써본다면 우선 첫째로는 임펠러 깃수에 의한것이다. 실험은 깃이 증가함에 따라 토출양과 유량이 증가하고 그 증가하는 폭은 줄어들었음을 드러낸다.

공학/기술| 2013.05.29| 22페이지| 2,000원| 조회(1,076)

상사, 상사법칙, 비속도

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관마찰손실수두

REPORT(관마찰 손실수두)기계자동차공학과200933521임진희김준형교수님?1. 실험제목 : 관마찰손실 수두2. 목적 : 베르누이 방정식을 바탕으로 수두를 이해하고 관에서 마찰손실 수두를 측정함으로 배관의 흐름에서 유체의 점성에 의해서 발생하는 에너지의 손실을 이해할 수 있다. 손실의 크기에 따라 배관의 표면 마찰계수를 산정하여 배관계의 손실을 이론적으로 계산 할 수 있다. 무디차트를 이해하고 마찰계수의 결과를 비교 분석해보록 한다.3. 이론(1) 마찰과 마찰계수ⅰ. 마찰: 접촉하고 있는 두 면 사이에 운동을 방해하려는 힘이 작용하는 현상을 말하며, 운동이 시작되는 상태에 따라 정지 마찰과 운동 마찰, 접촉의 방식에 따라 미끄럼 마찰과 구름 마찰 등의 종류로 나눌 수 있다.ⅱ. 마찰계수: 수직항력과 마찰력의 비례관계를 주는 수치. 맞닿은 두 표면 사이의 마찰 정도를 뜻한다. 마찰력의 크기는 수직항력에 비례하는데, 이때의 비례상수가 마찰계수이다. 따라서 같은 수직항력이 작용할 때, 마찰계수가 클수록 마찰력의 크기도 커진다. 마찰력의 크기를 f, 수직항력을 N, 마찰계수를 μ(mu; 뮤)라고 할 때, f = μN의 관계가 성립한다. 마찰의 정도를 나타내는 마찰계수는 물체의 재질, 표면의 매끄러운 정도, 윤활제의 유무와 종류 등에 따라 달라진다. 따라서 물질을 구분할 수 있는 상수라고 할 수는 없다.ⅲ. 마찰계수의 종류: 최대정지마찰력과 수직항력의 관계를 주는 정지마찰계수와 운동마찰력과 수직항력의 관계를 주는 운동마찰계수가 있다. 이때 운동마찰계수는 항상 정지마찰계수보다 작다. 그러므로 최대정지마찰력은 운동마찰력보다 항상 크다. 운동마찰계수는 다시 미끄럼운동을 할 때의 미끄럼마찰계수와 구르는 운동을 할 때의 굴림마찰계수로 나눈다. 그리고 굴림마찰계수는 정지한 상태에서 구르기 시작할 때의 정지굴림마찰계수와 구르는 중의 운동굴림마찰계수로 다시 나누기도 한다.(2) 베르누이 방정식과 수두에너지 보존의 법칙으로서 관수로에서 좁은 통로를 지날 때 유속이 빨라 지고, 넓은 치수두g : 중력가속도: 압력수두: 속도수두수두란 단위부피당 유체가 가지는 에너지를 길이의 단위로 나타낸 것이다. 수두에는 위치수두, 압력수두, 속도수두가 있다.1) 위치수두- 단위부피당 유체가 가지는 위치에너지는 그 높이에 비례한다. 이 위치에너지를 높이로 표시한 것을 위치수두라 한다.2) 압력수두 - 단위부피당 유체가 가지는 압력에너지를 H로 표시할 수 있으며 이것을 압력수두라 한다.3) 속도수두 - 단위 체적당 유체의 운동에너지를 H로 표시할 수 있으며 이것을 속도수두라 한다.관내의 정상적인 흐름에서 중력만이 외력으로 작용하고 마찰이나 그 밖의 손실은 전혀 없다고 하면 관내의 임의의 두 점에서의 단위부피당 유체가 가지는 에너지의 총계는 같아야 한다. 따라서 유체가 임의의 점 1점으로부터 점 2로 흐르는 사이에 위치수두·압력수두·속도수두의 값은 각기 변화할지 모르지만 이 세 수두의 총합은 같다. 즉 정상적인 흐름에서는 의 관계가 성립한다. 이 때 H는 세 가지 수두의 총계를 표시하고 이것을 전수두라 한다.(3) 마찰손실수두유체는 점성을 가지고 있기 때문에 흐름 내부의 각 층간, 유체와 유로와의 사이 등에 마찰 저항이 존재한다. 그 때문에 상류에서의 전 수두와 하류에서의 그것과는 같지 않다. 양자의 차가 마찰에 의한 손실량이며, 이것을 마찰 손실이라 한다. 보통은 수주(水柱)의 높이(㎜Aq · ㎜H2O)로 나타낸 것을 마찰 손실 수두 또는 마찰 손실 헤드라 한다. 직관에 유체를 통하는 경우는 다음 식에 의해서 표시된다. 여기서 d : 관의 지름, l : 관의 길이, υ : 관 내의 평균 유속, g : 중력의 가속도이고, γ를 마찰 계수라 하며,그 값은 관내벽의 거칠기나 흐름의 상태가 층류인가 난류인가에 따라 다르다. 이 값을 실제로 구하려면, 그림과 같은 수평으로 놓인 단면적이 같은 관에서는 h=(P1-P2)/γ 라는 식으로 표시되는데, 이 물기둥 h를 측정하면 된다. 여기서 h는 마찰 손실 수두이고, 그 단위는 일반적으로 ㎜Ag(물기둥)를 사용하며, P1은거칠기와의 관계를 나타낸 것이다. 그림 B는 그림 A에 사용하는 관벽의 거칠기 ε/d의 값을 취하는 방법과 관의 종류나 관경과의 관계를 나타낸 것이다.(6) 원관내의 층류와 난류 & 레이놀즈수: 영국의 Osborne Reynolds는 관내에서 물이 흐를 때 유속이 느리면 물감이 층을 이루며 규칙적인 상태로 흐르고 유속이 빠르면 물감에 의한 유체층이 불규칙적인 상태로 흐르는 것을 확인하였으면, 실험에 의하여 유체입자가 일정한 층을 이루는 흐름을 층류, 불규칙 적으로 운동하는 흐름을 난류로 구분하였다. 각각의 특징을 간단하게 정이하면,층류 (laminar flow)Newton's fluid유체입자들이 질서정연하게 미끄러지듯이 흐르는 유동 상태Re < 2100~2320천이구역 (transtion flow)2100~2320 < Re < 4000난류 (turbulent flow)∵: 와점성계수 난류의 정도와 유체의 밀도 등에 따라 결정되는 값이다.non-Newton's fluid유체 입자들이 무실서하게 난동을 부리며 흐르는 유동상태4000 < Re(7) 유량계와 유튜브 마노미터유량계: 액체나 기체의 유량을 측정하는 기구로써 이것을 보고 관내에 흐르고 있는 유량을 측정할 수 있다.U-tube 마노미터: U-tube를 통하여 입구와 출구의 압력을 측정할 수 있고, 이를 통해서 관 마찰에 의한 압력 강하로 마찰 손실 계수, 레이놀즈수, 유속 등을 구할 수 있다. U자형 마노미터는 2관 안의 각각의 높이 차이로 양단간에 걸린 P1과 P2 압력의 차압을 측정하는 간하면서도 정확한 계기이다.P1-P2 = h×d 혹은 P1 = P2+h×d여기서,P1= 측정 대상물 압력(공정 압력)P2 = 대기압h = 액체의 밀도d = 액체의 높이차이 경우, 측정되는 공정의 압력은 대기압과의 차이 이므로 게이지 압력인 대기압을“0”으로 보면 차압은 공정 압력이 된다. 대기압은 지구 전체에 가해지고 있는 압력으로서, 고도에 따라 변하여 해수면에서의 압력인 절대 압력 14.7psia를 측정 압력“0”으되어 있다. 각 계측수조의 하단에는 레버식으로 된 배수밸브가 장착되어 있는데, 이 두 배수밸브는 서로 연결되어 있어서 하나가 닫히면 다른 것은 자동으로 열리도록되어 있다. 또 각 계측 수조에는 유량측정을 위한 수위계가 붙어 있다. 또 실험장치의 회로 내에는 곳곳에 유로 안내 밸브가 마련되어 있어서 이들을 개폐시킴으로써 실험하고자 하는 부분으로만 물이 공급되도록 조정할 수가 있으며, 회로 내의 압력측정을 위해 수은액주계, 가압액주계, 파라핀-물/액주계가 준비되어 있다.5. 실험 방법? 펌프전원을 연결한다.(* 전원을 연결할 때 실험장치가 습기가 많은 곳에 있으므로 누전 등에 주의한다.① 펌프 스위치 ON 펌프상태를 확인한다.② 관내공기를 배출시킨다.(* 최대한 완전하게 관내공기를 배출시켜 오차 발생 원인을 제거한다.)③ 관내공기가 모두 제거됐으면 우측 상부밸브를 하부부터 밸브를 차례로 연다.④ 전면 판의 측정 콕 32개를 모두열고 양측 공기배출 콕 4개를 열어 공기를 모두 제거한다. 이때 아크릴에 보이는 통로에 공기가 있으면 그 쪽 콕을 on-off를 반복하면 공기가 제거 된다.⑤ 배출 밸브를 조작하여 유량계의 유량을 일정수위로 유지시킨다.⑥ 공기가 모두 제거되면 32개의 콕을 모두 잠그고 양측 공기배출 콕을 잠근다.⑦ 측정용 마노미터 역U자(물용)과 U자(수은용)마노미터에 붙은 상-하 콕을 모두 잠근다.⑧ 마노미터 수위를 맞춘 상태에서 수위와 일치되는 눈금을 잃고 역U자 밸브를 열면 마노미터 상에 차압이 나타난다.⑨ 측정 시 차압이 커서 역U자 마노미터로 측정이 곤란할 때는 역U자 밸브를 잠그고 U-Type Manometer(수은용)로 측정한다.⑩ 수은용 마노미터를 사용 후 차압이 나타난 상태에서 U-Type Manometer밸브를 잠그면 마노미터 상에 측정치가 고정되어 있으므로 다음시험이 곤란한 상태가 된다.⑪ 직경가 각각 0.0161, 0.0216, 0.0276, 0.0357인 관에 대하여 4가지의 흐름조건에서 마찰손실 수두를 측정하고 각 흐름조건의 Re수2161.00.2540.2000.0540.00036640.75816341.20.0199061.20.2480.1790.0690.00036640.91019609.50.0176671.40.2620.1650.0960.00036641.06122877.70.0180581.80.2850.1200.1650.00036641.36429414.20.0187790.02671.00.2290.2000.0290.00055990.49613219.90.03085101.20.2140.1840.0300.00055990.59515863.80.02216111.40.2160.1790.0370.00055990.69518507.80.02008121.80.2030.1480.0550.00055990.89323795.80.01806130.03571.00.2090.2010.0070.00100100.2789887.10.03182141.20.2060.1990.0070.00100100.33311864.60.02210151.40.2090.1960.0130.00100100.38913842.00.03015161.80.1820.1650.0170.00100100.50017796.80.02385(계산과정 설명)? 단면적 A []① 속도[]then,[]② Reynolds Number Re③ 마찰손실계수7. 결과값 분석 및 고찰1) 실험의 목적이해: 이번 실험을 통하여 저번주 원심펌프 성능시험에 이어 베르누이 방정식을 통한 수두를 이해할 수 있었다. 그리고 수두를 이해하고 관에서의 마찰손실 수두를 측정하고 그에 따라서 상대조도,레이놀즈수, 마찰계수를 구해보고 서로의 관계들에 대하여 생각해 볼 수 있었다. 그리고 손실의 크기에 따라서 배관의 마찰계수를 구해보고 무디차트와 비교 분석해 보는 것이 이 실험의 목적이었다.2) 실험식의 이해유체가 관내를 흐르거나 장치를 통과할 때에 유체 마찰로 인한 압력 저하를 말한다. 원관내의 흐름에 있어서 안지름 d, 길이 l, 평균 속도 v, 비중량 γ, 중력 가속도 ｇ, 관의 상류점의 압력을 P1 한다.

공학/기술| 2011.11.28| 11페이지| 1,500원| 조회(459)

레이놀즈, 마찰계수, 실험제목, 관마찰손실, 베르누이방적식, 무디선조

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원심펌프성능실험

1. 실험 제목 : 원심펌프의 성능 실험2. 실험 목적 : 기계적 에너지를 유체에 전달하는 장치인 펌프의 효율을 측정함으로써 펌프에 대한 구조 원리를 이해하고, 펌프의 운전 특성을 파악하고자 한다. 일정한 회전 속도로 운전하고 있는 펌프에 대해서 각 양수 량에 서의 양정(), 수동력(), 축동력() 및 효율을 구하고 유량에 대한 관계를 비교하여 그 특성을 이해하고 펌프의 운전 성능을 검토하고 나아가 동작 물질을 수반하는 유체 기계의 원리와 성질을 이해한다.3. 이론적인 배경(1) 펌프펌프는 물뿐만 아니라 석유나 각종 약품 또는 펄프 ·비스코스 ·슬러지 등 특수한 유체의 수송에도 광범하게 사용되고 있다. 펌프의 기본 성능을 표시하는 데에는 펌프가 액체를 밀어올릴 수 있는 높이를 나타내는 양정과 단위시간에 송출할 수 있는 액체의 부피를 나타내는 유량으로 표시한다. 따라서, 펌프에는 이 양정 ·유량 및 취급하는 액체의 종류에 따라서 많은 형식이 있다. 구조상으로 펌프를 분류하면 왕복펌프 ·로터리(회전)펌프 ·원심펌프 ·축류펌프 ·마찰펌프 및 그 밖의 펌프가 있다. 용도에 따라서는 급수펌프, 깊은 우물펌프 등으로 불릴 때도 있다. 또, 용기 속에 있는 공기나 그 밖의 가스를 흡출하여 진공을 만드는 기계를 진공펌프라 한다.(2) 원심펌프의 특징원심펌프는 압력작용에 의하여 액체나 기체의 유체를 관을 통해서 수송하거나, 저압의 용기 속에 있는 유체를 관을 통하여 고압의 용기 속으로 압송하는 기계이다. 회전하는 임펠러(날개차)의 바깥쪽에 스파이럴형의 통로가 있는 펌프로, 공업 분야에 가장 많이 사용되고 있다. 중심부에 들어간 물이 회전하는 임펠러를 지나 압력이 높아져서 바깥둘레로 유출하고 스파이럴형의 통로를 지나 펌프 출구에 도달한다. 임펠러를 나온 물이 안내깃 사이를 지나 케이싱으로 나가는 터빈펌프와 안내깃을 가지지 않는 벌류트펌프의 2종류가 있는데, 전자는 고양정에 적합하다. 특히 양정이 클 때에는 제1단의 안내깃을 나온 물을 2단째의 입구로 이끄는 다단식을 사용한다. 최대로 조절할 수 있다. 흡입 밸브나 배출 밸브같은 펌프의 밸브 등이 없으므로 구조가 간단하고 고속 회전하므로 소형 경량이다. 정량 배출식이 아니기 때문에 펌프를 보호하기 위한 구호 밸브가 필요없다.(3) 원심펌프의 구조와 원리* 구조원심펌프는 펌프본체,임펠러,주축,축이음,베어링 본체,베어링, 패킹 상자로 구성되어있다. 위의 그림과 같이 와실은 임펠러의 바깥 둘레에 배치되어 있는 환상 부분으로 그 내부에 안내깃이 들어가게 된다. 안내깃은 임펠러에서 송출되는 물을 와류실로 유도해 속도 에너지의 손실을 적게하면서 압력에너지로 바꾸는 역을 한다. 와류실은 와실에서 나와 안내깃을 통과한 물을 모아서 송출관으로 보내는 동체이다. 임벨러는 여러 개의 만곡된 깃이 달려있는 바퀴이다. 이 깃의 숫자는 대게 4~8 매로 원판 사이에 끼어 있다. 재료는 주조하기 쉽고 기계가공이 편리하고, 주물의 표면이 매끄러워 녹이 슬지 않는 청동을 사용한다. 주축은 임펠러가 고정되 있고 전동기의 동력을 전달해주는 역할을 한다.* 원리원심 펌프는 한 개 또는 여러개의 임펠러를 밀폐된 케이싱 내에서 회전시킴으로 발생하는 원심력을 이용해 액체의 펌프작용, 즉 액체의 수송작용을 하거나 압력을 발생시키는 펌프를 말한다. 이 펌프에서 중심부의 물이 밖으로 나오면 중심부는 압력이 저하되어 진공에 가까워지고 흡수관의 물이 대기의 압력에 의하여 임펠러 중심을 향해 흐르게된다. 이렇게 하여 물은 연속적으로 펌프 작용을 받아 흡상,압상이 되는 것이다. 보통 원심펌프의 흡입구가 임펠러의 중심에 있는 것이 바로 이것 때문이다.(4) 유량관을 흐르는 액체에 대해 단위시간 동안 단면적을 통과하는 수량을 말한다. 유수의 단면적을 A, 평균유속을 V라 하면 유량 Q는 Q=AV로 나타내며, 그 단위는 ℓ/s, ㎥/s, ㎥/일, ㎥/월, ㎥/연 등으로 표시된다. 유량을 측정하는 데는 여러 가지 방법이 있다.(5) 양정펌프가 물을 퍼올리는 높이이다. 펌프가 실제로 양수하는 수면간의 높이의 차를 실양정이라 하며, 도중의 손실을 m/s2 ]마찰을 고려한 수정된 실제 양정 공식여기서,H : 펌프의 실제 양정 [m]P : 플렌지의 압력 [Pa = N/m2 ]ρ : 액체의 밀도 [ kg/ m3 ]h : 측지학적 높이 [m]v : 액체의 유속 [m/s]여기에 액체의 유속 V 구하는 공식v : 유속 [m/s]Q : 부피 유량 [m3/s]D : 배관 구경 [m]을 나타낸다. 양정과 유속의 공식을 합치면, 최종적으로 양정을 구하는 실제 식을 볼 수 있다.(6) 베르누이 방정식과 수두에너지 보존의 법칙으로서 관수로에서 좁은 통로를 지날 때 유속이 빨라 지고, 넓은 공간에서 유속이 느려지는 데 이는 좁은 공간은 많은 유량이 지나갈 수 없으므로 유속을 크게 해서 빨리 지나가고, 넓은 공간은 유량이 커서 유속을 작게 해서 천천히 지나간다. 이렇게 임의의 한 지점에서 일정한 시간동안 흘러가는 유량은 어느 곳이나 일정하다는 것을 베르누이 정리라 한다. 즉 속도수두와 압력수두, 위치수두와의 합은 일정하다는 것을 말한다.A : 속도는 느리나 압력은 크다B : 속도는 빠르나 압력은 작다∴ A = B는 항상일정하다H : 전수두z : 위치수두g : 중력가속도: 압력수두: 속도수두수두란 단위부피당 유체가 가지는 에너지를 길이의 단위로 나타낸 것이다. 수두에는 위치수두, 압력수두, 속도수두가 있다.1) 위치수두- 단위부피당 유체가 가지는 위치에너지는 그 높이에 비례한다. 이 위치에너지를 높이로 표시한 것을 위치수두라 한다.2) 압력수두 - 단위부피당 유체가 가지는 압력에너지를 H로 표시할 수 있으며 이것을 압력수두라 한다.3) 속도수두 - 단위 체적당 유체의 운동에너지를 H로 표시할 수 있으며 이것을 속도수두라 한다.관내의 정상적인 흐름에서 중력만이 외력으로 작용하고 마찰이나 그 밖의 손실은 전혀 없다고 하면 관내의 임의의 두 점에서의 단위부피당 유체가 가지는 에너지의 총계는 같아야 한다. 따라서 유체가 임의의 점 1점으로부터 점 2로 흐르는 사이에 위치수두·압력수두·속도수두의 값은 각기 변화할지 모르지만 이 세 수두된다.보통 입구와 출구에서의 절대속도는 거의 같은 크기이고, 위치에너지의 차이도 무시할 정도라고 본다. 따라서 순수펌프 양정은 압력 수두에 해당한다. 그렇기 때문에가된다.유체에 전달된 동력 =펌프를 구동하는데 요구되는 동력 =손실이 없다면 수마력과 제동마력은 같게 된다. 따라서 펌프의 효율은,이 된다.(8) 펌프의 성능곡선펌프의 성능 곡선은 배출량을 가로축으로 해 양정과 축마력 효율을 세로축으로 하여 그린 곡선으로 펌프의 특성을 한눈에 알아 볼 수 있다. 펌프는 최고효율에서 작동시 가장 경제적이고 펌프의 수명을 길게 할 수 있다.4. 실험장치 설명1 - 인 밸브2 - 아웃 밸브3 - 펌프 하우징4 - 모터5 - 임펠러세 개의 임펠러중 포워드 임펠러를 사용하게 되었다. 그리고 하우징을 통하여 물은 임펠러로 들어가게 되는데 임펠러가 빠른 회전을 하면서 원심력 이용해 펌프 역할을 하게된다. 또한 Impeller는 모터에 연결이 되어있다.Straight Impeller Forward Impeller Backward Impeller그리고 모터에서의 동력전달이 편심이 나지 않고 전체의 에너지를 전달할 수 있도록 축을 베어링 두 개가 잡아줌으로써 회전마찰을 줄여준다.1. 수조 : 물을 저장하고 있는 장소. 물이 계속해서 기계 내부에서 순환하도록 되어있다. 그러므로 수조에 채워진 물을 끌어올리고 토출구를 나간 물은 다시 수조로 돌아오게 된다.2. 펌프유량계 : 펌프의 유량을 나타내준다. 우리의 실험 변수이기도 했다. 이 센서에서 나타내 주는 수치에 따라 실험이 이루어졌다.(10부터 20단위로 10번에 걸쳐서 실험을 실시하였다.)3. Inlet : 입구 쪽의 압력을 측정해주는 센서이다.4. Outlet : 출구 쪽의 압력을 측정해주는 센서이다.1 - 유량계2 - 암페어 측정계3 - 회전수4 - RPM 조절기각 센서에서 보내주는 유량과 압력을 나타내 주고, 모터의 RPM을 조절할 수 있다. 또한 각 스위치가 달려있으며, 실험장치에 들어오고 있는 전압과 전류의 수치도 나타낸다.5ump를 OFF시키고, 왼쪽에서 첫 번째 밸브를 잠근다.⑤ Test Pump를 ON하고 RPM Control로 원하는 RPM수치에 맞춘다.(최고치로)⑥ 실험 목적과 조건에 맞게 조절하며 실험을 진행한다.⑦ 실험이 종료되면, 스위치를 OFF시키고, 전면에 위치한 밸브를 열고, 장치 후면 하부에 위치한 Drsin 밸브를 연다.⑧ Prime Pump를 ON시키면, Pump Housing의 및 수조의 물이 Drain된다.⑨ Main Power를 OFF한다,6. 실험 결과값(실험 데이터)단위12345678910Zm0회전 속도rpm110전압V194.5전류A2.7유량L/min10.029.550.169.190.1109.7130.2150.0170.0190.9유량0.000170.000490.000840.001150.001500.001830.002170.002500.002830.00318흡입측압력-0.07-0.07-0.08-0.09-0.11-0.13-0.15-0.18-0.22-0.27토출측압력0.340.320.300.280.250.220.180.140.080.01양정 Hm4.13.93.83.73.63.53.33.23.02.8모터동력KW525.15수동력KW6.6966718.7915031.0954041.7594352.9788062.7118370.1778078.4000083.3000087.30493효율%1.275193.578315.921247.9519110.0883211.9417013.3633814.9290715.8621316.62476(결과값 산출 방법)- 입구와 출구의 높이차는 작아서 0으로 간주한다.(Z=0)- 양정(H) :단위환산을 위해서의 과정을 거친다.- 모터동력() :(효율은 100%라 간주한다)- 수동력() :- 효율() :(결과 데이터 표)7. 결과 및 고찰실험을 통하여 기계적 에너지를 유체에 전달하는 장치인 원심펌프에 대한 구조 원리를 이해하고, 각 양수 량에 서의 양정, 수동력, 축동력 및 효율을 구해볼 수 있었다.-원심펌프의 원리이해이 실험에서 원심 펌프는 한 개

공학/기술| 2011.11.28| 14페이지| 1,500원| 조회(2,345)

진공펌프, 원심펌프, 성능실험, 펌프효율, 구조원리, 기계적에너지

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송풍기 성능 실험

1. 실험 제목 : 송풍기 성능 실험2. 실험 목적 : 송풍기를 통해 측정관 내부에 피토관을 설치하여 전압과 정압을 측정하여 동압을 구하게 되어 유속을 계산할 수 있다. 계산된 유속에 측정관의 면적을 곱하여 유량을 구해보고 송풍기의 효율도 구해보도록 한다. 이를 통하여 주어진 값을 가지고 그래프를 형성하고 압력과 유량의 관계와 효율적 측면을 고려하여 실제로 서로에게 어떤 영향을 미치는지 연구하고 어떤 유량 값을 생성해 낼 수 있는 지를 예측해 볼 수 있다. 또한, 실험조건에서 밸브의 방출 조건과 모터의 회전수에 따라 값이 변화하는 것을 관찰한다. 또 유속과 방향을 측정하는 측정장비의 하나인 피토관(Pitot Tube)를 이용하여 물체 주위의 유속과 방향을 결정하는데 있어 필요한 베르누이식을 이해하고, 피토튜브의 원리를 알고 이를 이용한 측정에 본 실험의 목적이있다.3. 이론적인 배경송풍기는 유동을 일으키는 날개차(impeller), 날개차로 들어가고 나오는 유동을 안내하는 케이싱(casing)으로 이루어진다. 송풍기의 분류 방법에는 여러 가지가 있는데 가장 일반적인 방법은 날개차를 통과하는 유동의 특성에 의한 분류이며, 그것은 축류형 송풍기(Axial-flow fan), 반경류형 송풍기(Radial-flow fan), 혼합류형 송풍기(Mixed-flow fan)로 나눈다.공기의 유동이 날개차의 회전축과 평행 방향으로 발생하면 축류송풍기라고 하며, 이 경우에는 날개차 입구와 출구의 유동 방향이 모두 회전축과 일치한다. 프로펠러형 송풍기, 즉 보통의 가정용 선풍기가 여기에 속한다. 축류형 송풍기는 가해준 에너지가 주로 유체의 속도를 증가시키는 데 사용되며, 따라서 유량은 많이 필요하나 압력은 그리 필요하지 않은 곳에 사용된다. 반경류형 송풍기는 원심력에 의한 압력 증가가 주된 목적이며 따라서 유량보다는 압력이 필요한 곳에 많이 사용된다. 원심형 송풍기는 보통 날개차 입구 유동은 회전축 방향이나 출구 유동은 회전축의 직각 방향이 되도록 나선형의 케이싱을 사용하는 경합류형 송풍기는 날개차 내에서 축 방향과 반경 방향의 유동이 같이 존재하는 경우로 유량과 압력의 증가가 동시에 요구될 때 사용된다. 이외에 날개차의 회전에 의하지 않는 새로운 방식의 송풍기들이 특수 목적에 사용되기도 하는데, 압전 소자를 이용하여 모터가 필요없는 송풍기가 사용되기도 한다. 송풍기는 그 응용 대상과 작동 특성에 따라 적절히 선택되어야 하는데, 공업적으로는 공기조화시스템, 각종 흡·배기시스템 등에 주로 사용된다. 그 크기도 컴퓨터용 냉각팬 등 소형으로부터 대형 공업용 송풍기에 이르기까지 다양하다. 피토튜브유량계는 배관 내의 유속분포가 다소 불규칙하더라도 직경방향으로 유속을 평균한 차압신호를 얻어 유량을 비교적 정확하게 측정할 수 있음으로 1970년대부터 여러 산업현장에서 널리 사용되어왔다. 항공기나 선박에서는 보통 주위의 공기와 기체, 또는 물과 선체의 상대속도를 측정한다. 항공기에서는 피토관(pitot tube)을 사용한 대기속도계, 선박에서는 유압식 측정기를 사용한다. 피토관은 길이 약 1m 정도의 원통 앞면과 옆면에 구멍을 뚫어 놓은 것으로 동체의 위 또는 앞쪽, 즉 프로펠러 회전에 의한 바람의 영향이 없는 곳, 공기의 흐름이 흐트러지지 않는 곳 등에 장치한다. 앞면의 공기 흐름에 직각인 면이 받는 동압과 공기의 흐름에 평행인 옆면이 받는 정압의 차를 차압계에 유도하여 속도를 지시하게 한다. 속도는 지상에 목표를 정하고 그것을 관측하여, 목표가 보이는 방향의 변화속도와 고도로부터 계산된다. 이처럼 물체 주위의 유속과 방향을 측정하는 것은 산업현장에는 물론 실생활에도 매우 중요한 역할을 담당하고 있다.(2) 피토튜브의 원리피토 튜브(Pitot tube)는 유체의 흐름 속도를 측정하는 계측 센서로 발명자인 Henri Pitot를 기념하여 명명되어 Henry Darcy에 의해 개량되었다. 항공기의 속도계, 풍동 등에 사용된다.기본적인 구조는 2중의 관으로 이루어지며 안쪽 관은 앞단 부분에, 외측의 관은 측면으로 각각 구멍이 열려 있다. 두 개의 관면의 구멍(외측의 관)은 흐름의 영향을 받지 않기 때문에 여기에는 정압을 생성된다. 한편, 앞단에 있는 구멍(안쪽의 관)에는 정압과 흐름에 의한 동압을 합한 전체 압력을 알 수 있으며, 이 전체 압력으로부터 정압을 뺀 차압(동압)을 측정해 베르누이의 식을 적용하여 유체의 속도를 계산할 수 있다. 이와 같이, 측면 구멍(정압구멍)을 통해 한번에 전체 압력과 정압 모두를 측정하는 타입을 피토 정압 튜브라고 불린다. 좁은 의미에서 센서는 는 측면으로 정압용 구멍을 가지지 않고, 전체 압력만을 측정하는 것이다. 이 경우 정압은 센서와 다른 위치에 설치된 정압구멍으로부터, 센서 혹은 계기로 유입된다.(3) 베르누이의 방정식에너지 보존의 법칙으로서 관수로에서 좁은 통로를 지날 때 유속이 빨라 지고, 넓은 공간에서 유속이 느려지는 데 이는 좁은 공간은 많은 유량이 지나갈 수 없으므로 유속을 크게 해서 빨리 지나가고, 넓은 공간은 유량이 커서 유속을 작게 해서 천천히 지나간다. 이렇게 임의의 한 지점에서 일정한 시간동안 흘러가는 유량은 어느 곳이나 일정하다는 것을 베르누이 정리라 한다. 즉 속도수두와 압력수두, 위치수두와의 합은 일정하다는 것을 말한다.A : 속도는 느리나 압력은 크다B : 속도는 빠르나 압력은 작다∴ A = B는 항상일정하다H : 전수두z : 위치수두g : 중력가속도: 압력수두: 속도수두(4) 송풍기 성능 곡선 - 송풍기의 풍량에 대한 소요동력, 정압, 전압, 전압효율 등의 제성능을 나타낸 그래프이다.(5) 송풍기 효율송풍기는 주어진 풍량과 압력을 일으키기 위하여 동력을 필요로 하는데 효율에 따라 모터 용량을 선정 하게 된다.효율 = ((송풍기 풍량 x 송풍기 압력)/(6120x모터 축동력))X100송풍기 종류에 따라 다르며 송풍기 크기, 풍량' 비속도에 따라 크게 다르지만 일반적으로 "비속도" 로 구분을 한다. 여기서 비속도란 송풍기의 공기역학적 상사법칙에서 유도된 수치로써 풍량 1 m3/min 또는 1m3/s 및 수두 1m를 얻을수 있는 송풍기의 임펠러교을 하는데 없어서는 안될 수치이다 여기서 40~70% 란 송풍기 비속도 값에 따라 구분되어지는 송풍기 효율을 수치화 한 값이라 보시면 된다 (비속도값에 따라 나온 예상 효율 값) 송풍기 효율은 기종에 따라 다르며 일반적으로 다음과 같으나 크기, 형식, 설계, 제작정도에 따라 조금식 다르게 될수도 있다.(6) 각종 송풍기의 특성곡선과 특성비교후곡형 송풍기, 방사형 송풍기, 다익형 송풍기에 대한 특성곡선이다.이곡선은?최고 효율점에 대한 풍량, 압력, 및 축동력을 백분율로 표시하여 비교하였다.?????(7) 동력계산(1) 이론공기동력Q : 풍량 ( ㎥ /min )Pt : 전압 ( mmAq )(2) 축동력 (Black Horse Power)η: 송풍기 효율?(3) 실제사용동력Lk = Lb ×x?x : MOTOR 안전율 - 25HP 이하 20%- 25 ∼60HP 이하 15%- 60HP 이상 10%4. 실험장치 설명각종 휀의 사양 결정 및 개발에 필요한 풍량 및 압력손실 등을 측정하고 풍량을 노즐에 의해 측정하며 풍량에 맞게 노즐 선택한다. 흡입 또는 토출형으로 선택하여 실험 가능하다.(1) 에어플로우 테스터: 에어플로우 테스터 는 현재 기계의 상태를 수치화해서 보여주는 장치이다. 1번열을 입력하면 모든 시스템에 전원이 들어오게 된다. 2번열은서브 블로어 컨트롤이다.3번열은 펜 컨트롤러이다. 실험에서 2500RPM이라는 회전속도를 유지하기 위한 중요한 컨트롤러 이다. 빨간 버튼을 누르고 전원을 켜고 검은색 버튼을 돌려 회전속도를 조절할 수 있도록 되어있다. 4번열의 첫 번째 원은 입출구의 압력차를 나타내 준다. 4번열의 두 번째 원은 정압을 표현한다.(2) 트로틀 밸브: 스로틀 밸브는 흡기 쪽에서 유량을 조절한다. 밸브가 열리고 닫히면서 유량이 달라지는 변수를 주는 중요한 실험장치이다.(3) IN 모터컨트롤러를 조절하므로 이 모터의 RPM을 변화시켜서 유량을 조절하게 된다.(4) Out 모터: 출구 쪽에 있는 모터이다. 유량의 일정한 배출을 유지시켜 주기 위해 외력을 는 보조기구이다.5. 실험 방법? 전원을 넣는다. 모든 시스템이 작동 되기 위한 전력을 공급한다.① 2번 sub의 전원을 켜준다. 빨간색 버튼을 이용한다.(* 시험 조건에서 큰 영향을 주지 않기 때문에 on이 되어있는 지만을 잘 확인해 준다.)② 3번에 speed control을 on시키고, 아래의 검정색 버튼을 이용하여 흡기구의 모터의 RPM을 2500으로 맞춰준다.③ 입구쪽에 밸브로 가서 10회에 걸쳐 변화를 주어 변수로 작용하게 하여 실험을 실시한다.④ 필요시에는 출구 쪽의 모터에 동력을 조절하여 데이터에 오차 발생율을 최대한 줄어주도록 해주는 것이 좋다.6. 실험 결과값『 실험 Data 』단위12345678910회전 속도rpm2500전압V277전류A0.15온도℃16.3송풍기의 정압(Ps)mmAq00.51.02.57.515.222.23543.955.5송풍기의 동압(Pd)mmAqmmHg135.79.981349.851309.561289.411178.601017.43856.25624.5633.52.461.50.11송풍기의 전압(Pt)Pa1.2261.2261.2251.2241.2231.2241.2191.2171.2131.210송풍기 축동력㎾41.55유량㎥/min5.9325.8955.7235.5945.4184.9764.2763.1641.2131.210수동력㎾00.480.932.206.6312.315.518.413.25.68효율%00.152.235.315.929.637.344.231.713.4[ 표 6-1 ]* 여기서 L=AV를 통해서 송풍기의 축동력을 구할 수 있다.[ 그래프 6-1 ]※ 실험 결과는 순차적으로 스로틀 밸브를 일정량 개방하면서 10회에 나누어 Data값을 얻었다.효 율 =% =을 사용하면 효율이 100%가 넘게 나오기 때문에 다시 한번 Data 값을 비교해봤다. 비교 결과 수동력 부분에 효율이 들어간 것 같다. 이 때문에 가지고 있는 프린트 값을 통해서 Data를 유추했다. 필요한 부분은 계산을 통해서 구해보았고 여러 가지 방법을 통하여 생각해 보V) =

공학/기술| 2011.11.28| 11페이지| 1,500원| 조회(653)

전압, 송풍기, 피토관, 정압, 송풍기 성능 실험, 동압, 측정관면적

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점도측정

1. 실험 제목 : Cv-10을 이용한 점도 측정 방법2. 실험 목적 : 진동형 점도계(Cv-10)을 이용하여 온도에 따른 점도를 구하고 고찰한다3. 이론적인 배경진동체가 하는 비틀림 진동의 감쇠를 재는 진동점도계유체중에 진동자를 일정한 진폭으로 공진진동 시켜 점도측정센서의 점성저항을 증폭시켜 전류치로 측정함으로써 점도를 구한다. 음차형상을 지닌 2매의 판스프링 가운데에 전자구동부를 설치해 일정한 설정진폭으로 공진진동 시킨다. 점성저항으로 다른 구동전류를 검출하고 미리 기억되어 있는 검량선과 대응시켜서 연산하여 점도를 측정한다.4. 실험장치 설명진동방식의 새로운 점도계미량의 시료로도(35ml) 점도 측정이 가능하므로 고가의 시료를 절감할 수 있다. 우수한 측정 정밀도. (±1%)를 가지고 있고 정확하고 빠른 온도 측정이 가능하다. 실시간,장시간 으로 점도 측정이 가능(점도측정센서의 표면적,질량이 작아 시료의 점도변화 및 온도변화에 빠르게 대응하기 때문에)하고 유동상태의 시료, 졸(Sol)-겔(Gel) 변화 측정이 가능하다.13ml용 Glass Sample Cup : 샘플이 소량일 경우와 솔벤트와 같이 폴리카보네이트 샘플컵을 녹이는 유기용매와 같은 샘플을?측정할 경우 사용한다표시부 : 온도와 점도 온도단위와 점도단위가 표시되어있다.5. 실험 방법1) 물의 온도를 4가지로 다르게 준비한다. (물의 온도가 상온의 온도와 같아지려 하므로 물은 실험직전에 준비하도록 한다)- 뜨거운물, 찬물 , 찬물1/3+뜨거운물 2/3 ,찬물2/3+뜨거운물1/32) 온도가 다른 물을 샘플용기에 넣고 물의 액면이 기준선 사이(35/45mL)에 오도록 한다.3) 테이블 위의 가이드를 이용하여 샘플을 넣은 샘플용기를 고정한다.4) 점도측정센서 보호대가 아래로 내려와 있는 것을 확인하고 점도측정센서의 위치조절 레버를 위로 올린다5) 점도측정센서의 위치조절 레버를 내려서 점도측정센서를 고정한다.6) 노브를 돌려서 진동자의 오목한 곳의 중앙에 액면이 오도록 조정한다7) START 키를 누른다8) 온도별 점도를 측정하고 STOP 키를 누른다6. 실험 결과값비 율온 도(℃)점 성(mPa·s)110:09.81.3427:332.00.82349.40.55449.90.6253:759.90.53660.20.53762.10.5280:1071.80.48973.20.451073.50.457. 결과 및 고찰(1) 오차계산9.8'C의 경우실험값 : 1.34 이론값 : 1.300432‘C의 경우실험값 : 0.82 이론값 : 0.76549.4‘C의 경우실험값 : 0.55 이론값 : 0.56249.9‘C의 경우실험값 : 0.62 이론값 : 0.54659.9‘C의 경우실험값 : 0.53 이론값 : 0.467760.2‘C의 경우실험값 : 0.53 이론값 :62.1‘C의 경우실험값 : 0.52 이론값 :71.8‘C의 경우실험값 : 0.48 이론값 :73.2‘C의 경우실험값 : 0.45 이론값 :73.5‘C의 경우실험값 : 0.45이론값 :점도계의 종류에는 여러 가지가 있다. 점도란 무엇인가에 대해 알아보고, 점도계의 종류에 대해 조사해 볼 수 있었다. 여러 가지 점도계에서 특히 진동형(CV-10) 점도계에 대해 알아보고, 그 측정원리를 이해하는데 이번 실험의 목적이 있었다.

공학/기술| 2011.11.28| 5페이지| 1,500원| 조회(385)

점도측정, 실험방법, 이론적배경, 오차계산, 전자구동부

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