1. 실험제목 : 실험 5. 유체마찰손실
2. 실험목적 : Newton fluid가 관을 통하여 흐를 때의 압력손실, 마찰인자를 구하고 관 부속품들의 상당길이를 측정하여 유량 측정에 흔히 쓰이는 orifice meter의 보정과 유체의 흐름과 그에 따른 도관과의 마찰을 이해하고 이로부터 유체마찰손실을 구한다.
3. 실험
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.
(volumetric flow rate) ()
실제 Venturimeter를 사용할 때는 상당한 공간을 차지하며 값도 비교적 비싸다
손실
(3) 마찰계수
► 층류
► 난류 ,
<마찰계수 변형을 통한 Data계산>
(4) 식의 유도
① 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. (5-7)
(6-1)
계수 C0의 차이가 생기게 된다. 따라서 벤튜리미터의 ΔP를 측정하여 m을 구하고 실제 측정된 m과 비 교한다.
4. 실 험 장 치
유동실험장치
초시계
마노미터관
메스실린더
5. 실 험 방 법
① 수리실험대의 커플링 입구호스를 연결한다. 그리고 모든 밸브를 완전히 열어 놓는다.
.
≪ … 중 략 … ≫
Ⅱ. 압력과 압력손실측정
1. 목적
오리피스 및 벤추리, 관 및 관부품에서의 유속변화에 따른 압력차와 압력손실을 측정함으로써, 이와 관련된 Reynolds 수, 마찰계수, 압력손실 두를 계산하고, 비압축성 유체의 흐름에 대한 조작방법 및 특성을 이해하고자 한다.
계수
⇒ 유량계수(Cv)= (2.56×10-4m3/sec) ÷ (2.3655×10-4m3/s) = 1.08
(2) Qv (유량)
⇒ 유량 =
(3) 유 속
(4) 압력손실
(5) Reynolds 수
(6) 질량유속
→ 위의 질량유속을 구하는 식으로 계산 할 수도 있지만, 앞의 (1) 계산에서 Qv를 구하였기 때문에, 밀도×부피유량=질량유량 이므
손실계수
(V_a ) ̅ : 이음쇠 상류에서의 평균 유속
K_f 는 실험에 의해 구할 수 있는데, 이음쇠의 종류에 따라 다르다.
유량측정장치에 의한 마찰손실
유량측정장치는 그 구조적 특성 때문에 장치 내부에서 상당한 와류가 발생되어 압력손실이 생기게 된다.
Orifice meter
유로가 갑자기 축소되거
마찰계수와 Reynolds 수의 관계는
-------------------------------------------------(2-3)
따라서, 유체의 흐름이 층류일 때는 다음의 Hagen-Poiseuille 식으로도 계산할 수 있다.
: Hagen-Poiseuille equation --------------(2-4)
난류 유동에 대한 곧은 관에서의 마찰손실에 관한 주제를 다루는 가운데 Fanning의 마찰인자라 불리는 정
마찰이 없는 비 압축성 유체에 엄격히 들어 맞는다. 작은 값이지만 마찰손실을 고려하기 위하여 실험인자 (Venturi Coefficient)를 도입하여 수정하면,
위 식을 이용하여 부피유량을 계산하여 낼 수 있다.
⑵ Pitot Tube
피토관은 유선에서의 국부속도를 측정하는 기구이다. 축일이 없는 평행흐름을
계수라 하며, 난류의 연구에서 특히 중요하다.
=
층류흐름에서 마찰계수와 Reynolds 수의 관계는
따라서, 유체의 흐름이 층류일 때는 다음의 Hagen-Poiseuille 식으로도 계산할 수 있다.
난류 유동에 대한 곧은 관에서의 마찰손실에 관한 주제를 다루는 가운데 Fanning의 마찰인자라 불리는 정의는