응용 유체역학 리포트

소개글

펌프설계에 대한 리포트

목차

1. 서론
(1)설계 목표 1
(2)설계 이론 2

2. 본론
(1)해석 가정 6
(2)문제 해석 7

3. 결론
(1)결과 12
(2)고찰 13

3. 참고 문헌 14

본문내용

1. 서론
(1)설계 목표
수경제배 정원에 길이 10m의 구멍난 관을 통해 20C의 물을 뿌린다.
관의 직경은 5cm이고 5개의 원형구멍을 똟는다.
관의 입구는 펌프에 의해 75kPa(gage)가이고 다른 쪽 끝은 막혀있다.

일반적으로 막혀있는 부분의 구멍에서는 압력이 매우 높아 유량이 크다.
관의 구멍을 통해 가능한한 일정한 유량이 흐르도록 설계하라.

(2)설계 이론
1. 수두 손실의 계산
전 수두손실 hl는 단면적이 일정한 파이프 내의 완전히 발달되어 유동에서 마찰 효과에 기인한 주 손실 hl 과 입구, 관부속품, 면적의 변하 등에 의해 야기되는 부차적 손실 hm 의 합으로 간주한다. 결과적으로 우리는 주손실과 부차적 손실으로 분리해서 생각해 본다.
2. 주손실 : 마찰계수
a.층류
(p1-p2)/ρ=g(z 2-z1)+hl 파이프가 수평일 경우에는 z2-z1 이므로 (p1-p2)/ρ=Δp/ρ=h l 이 되어, 주 수두손실은 단면적이 일정한 수평 파이프를 통과하는 완전히 발달된 유동에 대한 압력 손실로 나타낼 수 있게 된다.
수두 손실은 마찰 효과에 의하여 기계적 에너지가 열에너지로 변한다는 것을 나타냄으로, 단면적이 일정한 덕트내의 완전히 발달된 유동에 대한 수두손실은 단지 덕트를 통과하는 유동의 특성에 있다.
수두 손실은 파이프의 방향과는 무관하다.
층류유동에서는 수평 파이프 내의 완전히 발달된 유동에 대한 압력강하는 해석적인 방법으로 구할 수 있다.
Δp=128μLQ/(πd⁴)=128μLV(πD²/4)/(πD⁴)=32LμV/(DD)
hl=32LμV/(DρD)=LV²/(D2)*(μ64/(ρVD)=64LV²/(Re.D.2)

b. 난류
난류유동에서 우리는 압력강하는 해석적인 방법으로 구할 수 없다. 실험적 결과에 의존해야만 하고, 실험자료를 서로 연관시키기 위해 차원해석법을 이용한다. 단면적이 일정한 수평 파이프의 완전히 발달된 난류 유동에서 마찰영향에 기인하는 압력강하Δp 는 파이프지름D, 파이프 길이 L,파이프조동e, 평균유동속도 V, 유체밀도ρ, 그리고 유체 점성계수 μ에 관계된다

참고 자료

◆ Fundamentals of Fluid Dynamics, Munson, Young, and Okiishi, John Wiley & Sons. 5판 (번역판: 윤순현외 5인, 유체역학, 학술정보)
◆ Fundamentals of Fluid Mechanics, P. Gehart, R. Gross, and J. Hochstein
(번역판;유체역학, 반도출판사, 제2판, 부정숙 외 3인 공역)
◆ 응용유체역학 강의 노트
◆ http://www.toolpia.net(펌프)