관로마찰 결과보고서

목차

1. 실험 목적
2. 기초 이론
3. 측정치 기재
4. 달시-바이스바흐식을 이용한 손실수두 계산
5. 실험에 의한 손실수두와 식을 이용한 손실수두 비교
6. 고찰

본문내용

이번실험은 저수조의 물을 펌프로서 고수조에 펌핑하고, 그 유량을 관내에 흐르게 하여, 관마찰 실험, 벤추리, 노즐, 오리피스를 통한 유량의 측정실험, 직관과 곡관 및 급확대 , 축소관에서의 압력 손실 실험 등을 측정하여 연속 방정식, 베르누이 방정식, 달시-바이스바흐식의 이해하는 것이었다. 이번 실험을 통하여 우리는 실제로 측정한 실측치와 관계식을 이용한 이론치와 차이값이 얼마나 생기는지를 관측하고 이러한 차이값을 줄이려는 정확한 실험이 우선적으로 요구되는 실험이었다. 무엇보다도 이론치와 실측치의 차이가 발생한 원인에 대해서 생각해 보았다. 가장 주된 이유는 측정의 부정확성이라고 생각된다. 몇 가지 우리조의 실험을 통한 실례를 든다면 액주의 눈금을 읽을시 수평의 위치에서 값어치를 읽어야만 하는데 액정의 위치와 그 눈금을 읽는 조원의 눈높이가 많은 차이가 있었다. 모든 실험 데이터의 결과는 로부터 나오게 되는데 그 가 오차가 발생하였기 때문에 자연히 모든 데이터의 값도 틀려질 수 밖에 없었다. 아울러 액정의 눈금을 읽을시 눈금의 변화도 생각 이상으로 심하게 발생하였다. 이 이유는 관을 따라 흐르는 유체가 일정하게 공급되지 못한 이유라고 추측이 된다. 실험시 측정의 정밀도도 중요하지만 그에 못지않게 실험장치의 정밀성도 중요한 변수가 된다고 생각한다. 그 단적인 예가 Nozzle 에서의 손실수두를 구하는 실험에서 나타났다. 직관에서의 를 구할 때 이론적으론 (+) 값이 나오는 것이 정상일 것이다. 그러나 우리조의 실험값에서는 (-)값이 나왔다. 그 이유를 생각해 볼 때 여러 원인을 생각할 수 가 있었다. 첫째는 물론 우리 실험의 부정확성 때문이라고 할 수 있을 것이다. 두 번째 이유는 실험장비 자체의 잘못 때문이겠다. ho.pipe 보다 hi,pipe 값이 높게 나온 것은 ho.pipe 의 위치설정이 잘못되었기 때문이다. ho.pipe 의 위치설정은 충분히 발달된 층류가 나타나는 곳에 설정을 하여야 함에도 불구하고 실험장치에서의 위치설정은 그러하질 못하였다. ho.pipe 의 위치가 너무 관의 면적이 좁아지는 부분과 근접한 곳에 있었기 때문에 유동의 와류에 의해서 오히려 그 값어치가 높게 나오는 모순을 나타나게 되었다.

참고 자료

유체역학 SI ver. 7th Edition (Robert W. Fox 외 2명 저, 서상호 외 7명 공역, 텍스트북스)