[유체실험 A+자료]관로부손실 결과보고서

목차

1. 실험 결과 요약
2. 유 체 관 로 부 손 실

본문내용

관수로에 물이 흐를 때 점성에 의한 마찰 손실 외에 국부적으로 발생하는 방향변화, 장애물 등에 의한 손실을 구하는 실험이다.
실험에서 에너지 손실의 주원인인 마찰손실수두 관로의 굴곡 장애물에 의한 손실계수 를 구하고 이론값과 실측값을 비교, 검토한다.
손실계수의 실험값은 마노미터의 차이와 유속을 이용하여 구한다.
이론값은 마찰계수와 상당길이를 이용한다. 상당길이는 책에 있는 표를 참고하여 각 관 부속품의 대푯값을 사용한다.
마찰계수는 유동 분류에 따라 달라진다. 유동은 층류, 난류로 나눠지고 층류와 난류의 경계구간인 천이가 존재한다.
유동의 분류기준은 레이놀즈수로 가능하다. 유체 실험 장치는 유체관로부손실 측정장치를 이용한다. 실험기기에는 확대관, 축소관, 마이터관, 엘보관, 단곡관, 장곡관의 마노미터를 읽을 수 있게 설치되어있다. 확대관과 축소관은 급격한 면적 변화, 나머지 관들은 관 부속품의 차이 비교가능하다.
실험을 시작하기에 앞서 기포로 인해 오차가 발생할 수 있으므로 장치에 물을 흐르게 한 후 밸브를 완전히 개봉하여 관로 내에 공기를 제거해 기포가 사라지게 한다. 이후 물의 높이를 실험장치의 중간부분에 놓는다.
실험기기의 유량 조절장치를 이용하여 유동을 바꿀 수 있다. 유량은 유량측정 게이지와 스탑워치를 이용하여 구하였다.
각각 관들의 마노미터 차이를 측정하여 기록하였다. 실험은 원래 층류, 난류, 천이할 때에서 측정해야하지만 천이가 되는 상황을 파악하는 것은 무척 어려우므로 난류에서 대신 실험을 하였다. 각 기준마다 3번씩 실험한 후 평균값을 사용해 오차를 줄였다.
실험 결과, 층류, 난류, 천이에서 손실계수의 이론값은 마이터>엘보>장곡>단곡>확대>축소관 순으로 동일하게 크다는 것을 알 수 있다.
하지만 실험값은 층류에서 마이터>엘보>축소>확대>단곡>장곡관. 난류에서 마이터>엘보>축소>확대>단곡>장곡관이고, 천이에선 엘보>확대>축소>단곡>장곡>마이터관으로 이론값과 달리 제각각으로 측정되었다.
또한 난류에선 이론값과 실험값이 어느 정도 비슷한 값을 나온 것에 비해, 층류와 천이에선 이론값과 실험값이 큰 차이가 나왔다.

참고 자료

서상호 외 7명, 유체역학, 텍스트북스, 2014, pp376-381
유체관로 부손실 실험교안