[화학공학실험] Orifice & Ventury meter 예비

소개글

[화학공학실험] Orifice & Ventury meter 예비레포트입니다.

목차

1. 실험 목적
2. 실험 이론
3. 실험 방법
4. 참고 문헌

본문내용

1. 실험목적
Orifice & Ventury meter 의 원리를 알아보고 관로가 축소되는 지점에서 일어 나는 속도증가와 압력감소로 인하여 생겨나는 유속변화에 따른 orifice 관의 수 두를 측정하여 Orifice의 유출계수, Venturi 계수를 구하여 유체흐름 특성을 이해한 다. 그리고 두 유량 측정계기의 차이를 알아보자.
2. 이 론
(1) 유체(流體 : Fluid)란?
물질은 두 상태 즉 solid와 fluid상태로 존재하며, 유체는 흐를 수 있는 물질 로서 보통 liquid와 vapor로 나누어진다. 압력이 작용할 때 체적의 변화가 큰 기체를 압축성 유체, 상대적으로 체적의 변화가 거의 없는 액체를 비압축성 유체라 한다.
(2) 오리피스 미터(Orifice meter)
오리피스 미터는 가장 간단한 장치이다. 가운데 원형의 구멍을 날카롭게 뚫은 이 오리피스판을 유로의 흐름에 직각으로 장치하면, 경계층의 분리현상이 일 어나서 주로 형태마찰에 의한 압력 손실이 발생한다. 즉, 흐름이 가장 좁은 부분과 오리피스 상류의 한 점에서 마노미터를 연결하여 압력강하의 크기를 측정하여 이로부터 유량을 구한다.
(3) 벤츄리 미터(Ventury meter)
Venturi meter는 비교적 에너지의 손실이 적도록 하기 위하여 유로가 완만히 수축, 확대되도록 설계되었다. 일반적으로 약 20˚각도의 원통형 축소부와 길 이가 짧은 원통부분, 5～7˚정도의 원통형 디퓨저(diffuser)로 구성되어 있으 며, 이들의 중심이 동일직선상에 위치하도록 설계되어 있다.
Venturi meter는 다른 유량계에 비하여 경계층의 박리가 심하지 않으므로 에너지 손실이 작으나 노즐이나 오리피스에 비해 고가인 것이 단점이다.
-Orifice meter- -Ventury meter-
(4) 연속방정식
유체는 정상류와 비정상류가 있다. 흐름의 상태(속도, 압력, 밀도, 온도)가 시 간에 따라 변하지 않는 것을 정상류라 하고, 흐름의 상태가 변하는 것을 비정 상류라고 한다.
유압관로 중에서는, 엄밀하게 정상류가 아닌 경우가 많지만, 일정한 조건에서 운전되는 경우, 일반적으로 정상류로 취급한다. 정상류에서는, 관로 임의의 단면을 통과하는 유량은 어느 단면에서도 일정하다. 다음 그림에서 살펴보자. 에너지 총합 = 압력E() + 운동E() + 위치E()
① 지점 전에너지 총합 (E1) = ② 지점 전에너지 총합(E2)
(5) 베르누이 방정식
연속방정식 이므로 로 나누어정리하면,
각 항을 g로 나누어 정리하면,
따라서
(5-1) Orifice 식의 유도
연속 방정식 를 이용하여 를 소거.
이며,
, 양변 로 곱하면
점성의 영향을 받을 때에는 속도계수 를 곱한다.
(5-2) Venturi meter 식의 유도
부피유속
선속도 와 베르누이 식을 이용하여 정리
이므로 따라서 실험적으로 손실이 없다고 가정하고 구한 식이고 실험값은 손실이 존재하므 로 계수 를 곱한다.

참고 자료

없음