관로마찰실험

소개글

관로마찰실험 리포트입니다.

목차

1. 실험 목적
2. 기초 이론
3. 고찰
4. 참고문헌

본문내용

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 이해를 목적으로 한다.

<중 략>

관로마찰 실험을 하면서 유체역학시간에 배웠던 베르누이방정식, 달시-바이스바흐 방정식, 연속방정식을 실제로 사용해 볼 수 있는 기회를 가졌다. 실험을 한 차례만 실시하였기 때문에 레이놀즈수의 값에 따른 손실수두의 비교는 할 수가 없었다. 실험 결과의 데이터 시트에서도 볼수 있듯이 실험에 의한 손실수두와 달시-바이스바흐 식을 이용한 손실수두값은 큰 차이를 보인다. 그 이유를 찾아보면 다음과 같다. 첫째, 실험에서 마노미터의 눈금이 고정되어 있지않고 계속 적으로 움직였기 때문에 정확한 눈금을 체크 할 수가 없었다. 이것은 펌프가 유량을 일정하게 꾸준히 올려주지 못하기 때문이다. 다음번 실험에서는 디지털 카메라를 이용하여 눈금 값을 동시에 촬영하고 이를 이용해 식을 구한다면 좀 더 오차를 줄일수 있지 않을까 하는 생각이 든다. 두 번째, Moody 선도를 이용한 마찰계수를 구하면서 무디 선도의 값이 정확한 값이 아니므로 정확한 마찰계수를 구하기가 힘들었다는 것이다. 우리가 실험에서 썼던 무디 선도 는 (실험데이터를 조합하여 만든것이므로) 기본적으로 ±15%정도의 오차가 있다. 그래프 상에서도 정확한 값을 구할 수 없고 15%의 오차 까지 가중되기 때문에 정확한 마찰계수의 값을 구한다는 것이 얼마나 힘든 일인지 짐작할 수 있다. 나는 실험 보고서를 쓰면서 무디 선도를 이용해 구한 마찰계수 값을 어림 값으로 잡고 Cole brook 식을 반복 계산함으로써 얻어지는 값으로 계산을 하였다. 하지만 오리피스의 경우 레이놀즈수 값이 천이영역에 (2300<Re<4400인 경우, 무디 선도에서는 음영 처리 되었으며 이영역에서의 우동은 교란에 의해 층류와 난류를 반복하고 따라서 마찰계수도 층류와 난류값들 사이를 반복하며 이영역에서의 데이터는 신뢰도가 많이 떨어진다)

참고 자료

유체역학 (Fluid Mechanics) 김내현외 6인 공역, McGrawhill Korea
P.305 8-2 층류유동과 난류유동 - Reynolds 수
P.316 8-5 파이프내의 난류유동
P.322 Moody 선도
P.345 유량과 속도측정 - 장애물식 유량계: 오리피스 ,벤츄리, 및 노즐 유량계