열유체공학실험 - 벤츄리미터와 노즐에 의한 유량측정 실험 보고서

목차

1. 실험목적
2. 이론적 배경
3. 실험 관련 이론
4. 실험 장치
5. 실험방법
6. 주의사항
7. 실험결과
8. 고찰

본문내용

실험목적

분석결과를 통해 유량, 압력차 및 유량계수간의 상호관계를 알아본다.
베르누이 정리를 이용하여 유량을 측정하는 실험이다.

이론적 배경

Venturi meter (벤츄리미터)

① Venturi meter 의 구조 : 유체 흐름에 직각인 단면적이 줄어드는 자른 원추, 짧은 원통부, 단면적이 다시 원래대로 늘어나는 자른 원추로 구성되어 있다. 상류와 짧은 원통부에는 압력 탭이 있는데, Manometer(마노미터)와 같은 압력차 측정기구로 압력을 측정하여 유속 등을 구한다.

② 벤츄미터의 원리 : 벤츄리미터의 상류 자른 원추에서는 속도가 증가하고 압력이 감소한다. 이 상류 원추에서의 압력차는 이 계기를 통한 유량측정에 이용된다. 이어서 하류 원추에서 속도가 감소하여 처음의 압력의 대부분이 회복된다. 압력회복을 크게 하려면 하류 원추의 각을 작게 하여 경계층(Prandtl는 점성력을 무시할 수 없는 영역) 분리를 막고 마찰은 최소가 되게 하여야 한다. 수축 단면에서는 분리가 일어나지 않으므로, 상류 원추는 하류 원추보다 짧게 만들 수 있다. 벤츄리미터는 기계 측정에도 응용할 수 있지만, 주로 비압축성 유체인 액체, 특히 물에 많이 사용된다.

③ 벤츄리미터의 적용식 : 벤츄리미터의 기본식은 상류와 하류의 압력에 대하여 비압축성, 유체에 관한 베르누이 식을 적용하여 얻을 수 있다.

실험 관련 이론

베르누이정리 – 유체가 흐르는 속도와 압력, 높이의 관계를 수량적으로 나타낸 법칙이다.
유체의 위치에너지와 운동에너지의 합이 항상 일정하다는 성질을 이용한 것으로, 완전체가 규칙적으로 흐르는 경우에 대해 정리한 것.

EX) 예를 들어 굵기가 변하는 관에 공기를 흐르게 하고 굵기가 다른 부분의 아래로 가는 유리관을 연결한다. 가는 유리관 속에서 물의 높이를 관찰하면 굵은 쪽에 연결된 물기둥은 그 높이가 낮아지고, 가는 쪽에 연결된 물기둥은 높이가 높아진다.

참고 자료

없음