관마찰실험

목차

1. 목적

2. 실험이론
1) 베르누이 공식을 이용하여 도출하는 head loss
2) 는 어떤 식을 따르는가?
3) 마찰계수 f는 어떻게 구할 수 있을까?
4) 동수경사선(HGL : Hydraulic Grade Line)

3. 실험방법

4. 계산과정
1) 데이터
2) 계산

5. 분석
1) 예상손실수두와 측정손실수두의 관계
2) 유속과 압력수두와의 관계
3) 마찰계수 f 와 Reynolds number분석
4) Equivalent Roughness(e/D) 분석

6. 출처

본문내용

목적배관에서의 마찰 손실수두를 측정함으로써 배관 내부로 유체가 흐를 때 유체의 점성에 의한 에너지 손실을 관찰하고 베르누이공식과 moody chart를 이용하여 구해낸 head loss 값을 실험을 통하여 얻은 head loss와 비교함으로서 관 내부 유체의 흐름에서의 에너지 손실을 이해한다.

베르누이 공식을 이용하여 도출하는 head loss
왼쪽과 같은 관이 있다고 하자.
왼쪽의 1번 지점에서 2번 지점으로 유체가 흐르고 있고 양쪽의 압력을 구하기 위하여 마노미터를 1번과 2번 지점에 설치하였다.
유체가 관속을 통과할 때는 관 내부의 마찰과 물의 점성 때문에 압력이 점차 낮아지게 된다.

<중 략>

1. 관마찰실험은 왼쪽 사진의 실험기구에서 어떤 관을 실험에 사용할지 모르는 것부터 시작한다. 관은 총 5개의 서로 다른 관으로 구성되어있는데 우리 조는 3번째 관을 선택했다.
2. 다음으로, 선택된 관에 마조미터를 설치한다. 마조미터는 관의 표면에 삽입할 두 개의 호스와 액주계로 구성되어 있다.
3. 모든 준비가 끝났으면 물을 틀어서 물의 무게와 물을 받는 동안 걸린 시간을 측정한다. 이는 유량을 구하기 위함이다. 이때 유량을 일정하게 유지시키도록 하자.
4. 유량이 일정하게 흐르는 동안 액주계에서 압력수두를 측정할 수 있다. 두 개의 압력수두 모두 측정하도록 한다.

<중 략>

위 그래프는 엑셀을 이용해 표현해본 예상손실수두와 측정손실수두의 비교 그래프이다. X축은 측정번호, Y축은 손실수두(m)이다.
두 수두값 모두 유량이 많아짐에 따라(유체의 속도가 빨라짐에 따라) 손실값이 증가하는 공통점을 갖고 있었다. 그러나 유량이 증가할수록 예상손실수두는 측정손실수두보다 그 손실값이 더 크게 증가하는 차이점을 보이고 있다. 그렇다면 예상손실수두를 100%로 보았을 때 측정 손실수두는 측정번호마다 어느정도의 비율을 갖는지 살펴보자.

참고 자료

http://cluster1.cafe.daum.net/_c21_/bbs_search_read?grpid=1ELqK&fldid=8PSC&datanum=49&contentval=&docid=1ELqK8PSC4920100208121935
http://www.mathworks.com/matlabcentral/fileexchange/screenshots/796/original.jpg
http://www.brighthubengineering.com/hydraulics-civil-engineering/84765-pipe-flowhead-lossfriction-factor-calculations/#imgn_0
https://www.ecourses.ou.edu/cgi-bin/ebook.cgi?doc=&topic=fl&chap_sec=07.1&page=theory