유체역학 위어 실험보고서

목차

1. 실험결과
2. 공식을 이용한 값 계산
3. 실험결과 분석
4. Discussion

본문내용

4. Discussion
처음으로 한 유체역할 실험이었다. 홈페이지에 올라와있는 실험방법을 다운받아 출력하여 읽어보았지만 그것만으로는 그림을 보고도 어떤 실험인지 잘 이해가 되지 않았다. 그러나 직접 실험실에 들어와서 실험기계를 보고 조교님의 설명을 들으니 이해가 되었다.
유량계수를 구하기 위해, 물의 높이, 즉 유량을 달리 하며 위어를 통해 일정 시간동안 빠져나가는 물의 양을 측정하여, 시간당 물의 배출량을 측정하는 실험이었다. 우리 조는 H를 5mm부터 시작하여 1cm간격으로 늘려 나갈 계획이었으나, 조교님 말씀이 원하는 높이를 정확히 맞추기가 어려울 거라고 하셔서, 어쩔 수 없이 적당한 각도씩 유량조절 밸브를 돌려 높아지는 높이를 그대로 적기로 하였다. 어차피 계산은 컴퓨터를 사용하는 것이니 문제될 것은 없었다. 그러나 막상 실험 결과를 분석해 보니 실제 유량계수의 값인 0.65보다 조금 높은 0.796이라는 값이 나왔다. H가 5mm일 때에 오차는 절정에 달해 계수가 거의 1을 넘게 측정이 된 것이다. 그러나 H가 점점 높아지면서 값이 점차 실제 유량계수의 값에 가까워지는 결과를 보니, 아무래도 H가 낮을수록 오차의 원인이 심했던 것 같았다.
그럼 이제 오차의 원인을 생각해 보자. 먼저 H의 수치가 정확하게 측정되지 못해서 생긴 오차를 생각해볼 수 있다. 기기의 특성상 펌프로 물을 계속 흘려보내야 하기 때문에 일정한 진동이 계속 가해져 물 표면에 파동이 생기는 것이 보였다. 따라서 바늘이 물 표면에 닿을 때에 사실 물은 일정한 진폭으로 오르락내리락 하고 있는 것이었다. 그래서 정확하게 H의 값을 측정하지 못했을 것이다.

참고 자료

http://dasan.sejong.ac.kr/%7Eclee/data/exper4.htm
fluid mechanics, 5th edition, Frank M.white
Street, R.L., Watters, G.Z., and Vennard, J.K. Elementary Fluid Mechanics, 7th edition. J.Wiley & Sons, New York, N.Y.