유체 관 마찰 손실

소개글

유체 관 마찰 손실

목차

실험 결과 요약
1. 실험 목적
2. 이론
3. 실험장치 및 방법

본문내용

유체가 관로 내를 흐르는 경우 손실이 발생하게 됩니다. 손실의 원인은 관로 내의 마찰, 점성에 의한 영향, 관 부속품 등에서 일어나는 와류 등입니다. 관로 내의 마찰의 경우는 관로의 직경, 길이, 표면의 거친 정도, 속도 등의 영향을 복합적으로 받습니다. 이는 관로의 직경, 길이, 유속 등을 변화시키면서 실험을 해서 확인할 수 있으며, 이번 실험의 목적이기도 합니다. 유량을 변화시키면서 손실을 측정하여 보면 유량이 많아 질수록 손실이 증가함을 알 수 있습니다. 따라서, 유속이 증가할수록 손실이 증가 한다는 사실을 알 수 있습니다. (Darcy-Weisbach의 식에 의하면 속도에 제곱에 비례) 유체역학 시간에 배운 Moody 선도에 의하면 레이놀즈수와 관마찰계수는 반비례 합니다. 실험치를 기초로 그래프를 그려보면 반비례한다는 사실을 확인할 수 있습니다. 주손실은 단면적이 일정한 곧은 관에서 일어나지만 단면적이 변화한다면 부손실을 무시 할 수 없습니다. 관로의 단면적 변화는 급격확대와 급격축소, 곡관, 관의 입구와 출구, 밸브, 이음부분 등이 있습니다. 실험측정치를 이용해 유량과 손실과의 관계를 그려보면 유량이 증가할수록 손실이 증가합니다. 이는 유속이 증가하면 관내에서 유체의 와류 현상이 더 심하게 일어나기 때문에 이로 인한 손실이 증가한다고 생각됩니다.
이번 실험에서 오차발생요인은 다관 마노미터의 높이 측정 시 눈높이를 잘 맞추지 못한 점, 펌프에서 공기의 유입으로 인해 유량을 일정하게 유지하지 못한 점, 관로내의 공기 를 완전히 제거하지 못한 점 등이라 생각됩니다.
이 실험으로 인해 관로에 흐르는 유체에는 손실이 반드시 발생한다고 알게 되었습니다. 따라서, 수송관을 통해 유체를 장거리 수송하는 경우에는 일정한 거리마다 손실을 보상 할만한 장치 (예를 들면 펌프) 를 설치해야만 수송이 가능하다고 생각합니다.

참고 자료

Engineering FLUID
MECHANICS
(7th EDITION)
Clayton T. Crowe
Donald F. Elger
John A. Roberson 사이텍미디어 2002년 p511~p518

기초 유체역학 김영호 외 3인 건기원 2003년 p121~p122,p197~p205