단면 급확에 의한 에너지 손실

목차

1. 목적

2. 실험이론
1) 단면급확대에서 energy loss가 일어나는 이유
2) 단면급확대의 유도
3) 유도
4) 단면적이 점진적으로 확대되는 경우의
5) Gibson의 식

3. 실험방법

4. 계산과정
1) 데이터
2) 계산

5. 분석

6. 출처

본문내용

1. 실험목적
본 실험은 배관에서 단면급확대, 축소가 일어날 때 확대가 일어나기 전의 압력수도와 일어난 후의 압력수두를 측정하여 발생하는 에너지 손실을 관찰하고 베르누이공식과 loss coefficient 값을 이용하여 에너지손실을 구하고 단면급확대, 축소로 인해 발생하는 에너지손실을 이해한다.
단면급확대에서 energy loss가 일어나는 이유
왼쪽 그림은 단면급확대가 발생하는 파이프의 한 지점을 보여주고 있다. 이런 급확대는 실제로 직경이 서로 다른 파이프를 이을 때, 혹은 작은 관을 통과한 유체가 저수지로 유입될 때 발생하는데 이때 에너지는 급확대가 일어나기 전과 후가 동일하지 않고 감소하게 되는 현상을 보인다.

<중 략>

위에서 언급했듯이 단면급확대에는 좀 더 복잡한 상황이 있다. 단면급확대는 위에서 설명한 것처럼 갑작스럽게 확대되기도 하지만 때로는 꼬깔 모양으로 일정한 크기의 로 확대될 경우도 있기 때문이다.
왼쪽의 그림은 고깔모양의 단면급확대 파이프의 단면이다. 단면급확대가 일어날 때 보통은 관마찰에 의한 에너지손실은 고려하지 않지만 만약 가 많이 작을 때는 diffuser Length가 증가하게 되고 단면급확대로 인한 손실이 아닌 관마찰 손실이 에너지손실의 주요한 원인이 된다.

<중 략>

왼쪽의 그림에 보이는 실험기구가 단면 급확대 실험에 쓰인 실험기구이다.
실험은 앞서 관마찰 실험에 쓰였던 것과 동일한 마노미터를 급확대가 일어나는 관의 표면에 설치하는 것으로 시작된다.
실험자는 물의 벨브의 조금 열어 물이 급확대가 일어나는 관을 통과하여 빠져 나오는 유량을 측정한다. 이때 유량을 일정하게 유지시키는 동안 다른 실험자는 액주계의 높이를 관찰, 기록한다.
유량을 조금 늘려 변화하는 유량과 액주계의 높이를 관찰, 기록한다. 이 과정을 7번 반복하는 것으로 실험을 마친다.

참고 자료

http://nptel.ac.in/courses/112104118/lecture-14/14-6_losses_sudden_enlarg.htm
http://hawsepipe.net/chiefhelp/pipe_and_tubing/valves.htm
https://openfoamwiki.net/index.php/Sig_Turbomachinery_/_ERCOFTAC_conical_diffuser
http://vanoengineering.files.wordpress.com/2012/12/clip_image00114.jpg