자연과학 자료실 이동현상실험 자료실 유체순환 실험Fluid Circuit Experiment 자료실 등록 VG

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Fluid Circuit Experiment
◎ 목적
유체가 직선 관, T자, 엘보(Elbow), Ventury 유량계, 오리피스 유량계 등을 통해 흘러가는 동안에 생기는 두 손실을 구하는 것이 목적이다.

◎ 이론
⑴ 연속방정식(Continuity Equation)과 Bernoulli Equation


⑵ 직선 관에서의 손실(Losses in Straight Pipes)

where,
⑶ 확대에 의한 손실(Losses in Sudden Expansion)

where,
⑷ 축소에 의한 손실(Losses in Sudden Contraction)

where,

⑸ 이음쇠 및 밸브에 의한 손실(Losses In Pipe Fittings)


⑹ 총괄손실(Losses In Overall Pipe Bend)

(7) 두 손실(Head Loss)의 원인
① 관의 총 길이에 걸쳐 일어나는 점성 저항(Viscous Resistance)에 의한 두 손실
② 국부적인 영향 - 밸브, 흐름면적의 갑작스러운 변화, Bend 등의 국부적인 영향에 의한 두 손실

(8) Venturi Meter
` Assumption `
① 유체는 미소구간 내의 압력변화를 무시할 수 있는 비 압축성 유체이다.
② 축일(Shaft Work)은 없다.
③ 정상상태의 흐름이다.
④ 유량계는 수평흐름이다. (Horizental Flow)
⑤ 파이프 내에 마찰손실이 없다.
⑥ 완전 발달 흐름이다. (Fully Turbulent Flow : )

가정에 의해 위식은 로 쓸 수 있고, 그러므로

연속방정식 이므로,

where,
정리하면

에 대해 정리하면


위 식은 마찰이 없는 비압축성 유체에 엄격히 들어맞는다. 작은 값이지만 마찰손실을 고려하기 위하여 실험인자 (Venturi Coefficient)를 도입하여 수정하면,

위 식을 이용하여 부피유량을 계산하여 낼 수 있다.


(9) Orifice Meter
Orifice Meter는 Venturi Meter와 비슷하지만 급작스러운 축소 및 확대로 인한 마찰손실이 생길 수 있다. 이를 (5-7)식에 보정인자 를 사용하여 다음 식과 같이 표현할 수 있다.





◎ 실험기구 및 시약
① Losses in Pipe Bend Apparatus
② 유체(물)
③ Stop Watch
④ Fluid Circuit Apparatus

◎ 실험방법

① 물탱크와 Inlet을 연결시키고 Outlet을 Weighing Tanker와 연결
② 글로브 밸브를 잠그고 게이트 밸브를 열어 Dark Blue Curcuit로 흐르게 하고 Outlet Valve를 연다.
③ …(생략)
 

      
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