베르누이 고찰

목차

1. 실험결과
2. 고찰문제
3. 고찰

본문내용

이 식으로부터 몇 가지 가정들을 세워보았는데 비압축성 유체이고 Shaft Work는 없고 Steady State이며 수평흐름이고 마찰손실은 없고 Fully Turbulent Flow라고 가정하여 식을 세웠다.
그렇게 하여 계산을 해보았더니 실제로 실험하는데 있어서 가정을 충족시키지 못한 조건이었기에 실험의 결과값에서 심각한 오차가 발생했다.
일단, 유량계는 수평흐름(Horizontal Flow)으로 생각하였으나 실험실 환경이 정확한 수평인 상태가 아니므로 높이 항을 제거 할 수 없다. 그리고 파이프 내에 마찰 손실 없다고 가정했으나 실제로는 마찰 손실이 있었을 것이다. 또한 우리가 이용한 공기는 비압축성 유체가 아닌 압축성 기체였다. Bernoulli Equation은 압축성 유체가 아닌 비압축성 유체에 대해서 수식으로 표현을 한 것인데, 물처럼 압축성 유체가 아닌 비압축성 유체인 공기를 가지고 실험을 하였기 때문에 Bernoulli Equation을 토대로 유속의 식을 유도하고 그대로 적용하기에는 문제점이 따르게 된다.
만약 압축성 유체로 실험을 하였다면 정확한 보정인자를 곱해서 정확한 실험 결과를 얻을 수 있을 것이다.
그리고 Fully Turbulent Flow라고 하였지만 실질적으로 앞부분과 뒷부분의 흐름이 직접적인 차이가 있기에 틀린 가정이었다. 그리고 또 다른 요인으로는 풍속의 측정이 정확하지 못했다는 것이다.

풍속은 측정 위치와 풍속계 자체의 저항, 그리고 공기가 관을 빠져 나오면서 주위의 공기에 영향을 받아 실제 유속보다 적게 나올 수 있다. 또한 조금 움직이더라도 풍속은 심하게 바뀌었다. 재측정을 반복하게 되는 원인이었다.
또한 장비의 노후와 미숙한 실험 진행에서 오차가 났을 것이다.
특히 pitot tube 측정의 경우 측정하는 위치에 따라 거의 변화가 없었다. 이론상으로는 pitot tube는 국부의 속도를 측정하기 때문에 관의 위치에 따라서 마노미터의 수두차이가 많이 나타나야 했지만 실제 실험에서는 제대로 확인 할 수가 없었다.
이러한 실험한 데이터에서의 오차말고도 마노미터를 측정하는데 있어 사람마다 눈금을 읽는 부분이 다를 수 있기에 정확한 값을 읽지 못해 어쩔 수 없는 오차가 나오게 된다.

참고 자료

화공현상실험 단국대학교 공과대학 화학공학과, 1997.3
화학공학유체역학 PRENTICE HALL, James O.Wilkes, 도서출판 한산, 윤도영 외5명 공역, 2008.8
Unit Operations of Chemical Engineering, 7th Edition McGraw-Hill, Warren L.Mccabe, 2005