관로마찰

소개글

기계공학과 응용공학실험 레포트 입니다.

저희학교가 공과대가 중심인 학교인지라 실험레포트는 정말 잘써야 하는지라

자료 하나는 책임집니다. 받아보시면 압니다.

저희 팀원 학기 A+ 나온 자료입니다.

목차

Ⅰ.관내 유동에 대한 이론적 고찰
Ⅱ.관내 유동에서 마찰계수와 주 손실 관계
Ⅲ.관이음(Pipe Fitting)에서의 부손실
Ⅳ.유량계의 토출계수
Ⅴ.관로마찰실험장치
Ⅵ.실험과정
Ⅶ.실험결과
Ⅷ.실험 오차 및 비교 분석
Ⅸ.결론 및 실험소감

본문내용

1) Fully Developed Flow
관내의 유동은 벽에서 점성에 의해 경계층이 발달되어 관의 중심으로 성장하게 된다. 이러한 경계층이 관의 중심까지 성장하게 되면 이 후에는 관내의 유동의 속도 분포가 더 이상 변화하지 않는다고 가정하게 되는데 이를 Fully developed flow이라고 한다.

2) Entry Length
입구에서부터 Fully developed flow이 발생하는 위치까지의 거리를 말한다. 관의 직경이 d인 경우, Laminar flow의 Entry Length는 약 60d 근처이고 Turbulent Flow는 대략적으로 10d ~ 40d 사이 정도로 입구에서의 유동 조건에 따라 차이가 있다. 이러한 Boundary Layer의 성장은 벽 근처에서의 속도를 감소시키게 되고, 연속 방정식을 만족시키기 위해 관 중심에서의 유동속도는 증가하게 된다. 다음의 그림은 관 내 유동의 발달과정을 모사한 예다.

3) 실제 관내 유동의 특징
관내의 유동을 비압축성, 정상유동으로 가정하고, 관내의 중심에 위치한 Stream Line에 Bernoulli Equation을 적용하면 후류로 가면서 속도는 증가하고 압력은 감소하게 된다. 관내 유동이 Laminar flow인지 Turbulent Flow인지에 따라서 속도 분포의 형태가 포물선형 또는 로그함수 형이 된다. 일반적으로 관내의 유동에서 Laminar flow에서 Turbulent Flow로 천이가 발생되는 Reynolds Number는 관 직경을 특성 길이로 선택하면 입구의 난류 강도, 조도 등에 따라 변하지만 대체로 약 2300정도이다. Reynolds Number가 증가하면 유동이 불안정해지면서 작은 교란이 생기면 쉽게 Turbulent Flow로 발전하게 된다.
관내를 흐르는 유동은 마찰(유체점성에 의해 발생되어 영향이 관내부로 확산)로 인하여 모멘텀을 잃게 되며 결과적으로 압력 손실이 발생한다. 따라서 유체를 이송하기 위해 설치된 배관 시스템은 이러한 손실을 보상해 줄 수 있는 만큼의 에너지를 공급하는 동력원이 필요하게 된다.

참고 자료

없음