[유체공학실험]관로 마찰 손실 실험

소개글

1. 실험목적
유체관로내의 주손실은 마찰효과에 의하여 기계적 에너지가 열에너지로 변환되는 것을 나타낸다. 관로내의 손실은 층류 또는 난류에 따라 달라진다. 본 실험은 유체관로내의 주손실을 관찰하고 그의 측정법을 숙지하며, 손실의 의미를 이해한다. 또한 유량의 변화에 따른 수두손실을 측정하여 Darcy 마찰계수를 구한다.

목차

1. 실험 목적

2. 실험 이론

3. 실험 방법

4. 실험 결과

5. 고찰

본문내용

1. 실험목적
유체관로내의 주손실은 마찰효과에 의하여 기계적 에너지가 열에너지로 변환되는 것을 나타낸다. 관로내의 손실은 층류 또는 난류에 따라 달라진다. 본 실험은 유체관로내의 주손실을 관찰하고 그의 측정법을 숙지하며, 손실의 의미를 이해한다. 또한 유량의 변화에 따른 수두손실을 측정하여 Darcy 마찰계수를 구한다.
2. 기초이론
1) 기초방정식 (비압축성 유체)
: 운동 energy 수정계수 관 속 비압축성 유체 유동의 기본 방정식이다.
값은 유동형태(층류, 난류)와 난류유동에서는 경계면의 거칠기에 의해 결정됨.
* 전단응력 τ는 관 중심으로부터 선형적으로 변한다. (층류, 난류 똑같이 적용)
* Darcy- weisbach eq.
①
②
① 과 ②을 조합하면
벽전단응력을 마찰계수, 밀도와 평균속도에 관계짓는 이 기초방정식에 있어서, 는 무차원이므로 는 속도의 차원들을 가져야 하며, 이것은 마찰계수와 평균속도에 관계된 마찰속도(friction velocity) 이고 다음에 의하여 주어진다.
그러나 마찰속도의 물리적 의미는 이 代數學적 정의에 의하여 나타나지 않고 단지 벽전단응력과 유체밀도만을 포함하는 속도이므로, 마찰속도는 유동제도(층류 또는 난류)가 어떠한 것이든, 경계면의 조도에 관계없이 같은 방정식으로 규정된다.
2) 층류 유동
층류 유동에 확립된 사실
1) 전단응력과 속도의 대칭적 분포
2) 관 중심에서의 최대속도와 벽에서의 무속도 (no - slip)조건

참고 자료

없음