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기계공학실험 - 관수로, 열전달 실험
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기계공학실험 - 관수로, 열전달 실험
1. 실험목적
이번 실험은 여러 가지 관내에서의 유량에 따른 손실을 관로 내의 흐르는 유체의 현상을 마노메타를 통하여 측정하여 덤프에서 들어오는 유량과 시스템 내에 들어가는 유량 그리고 웨어로 넘치는 유량을 측정하여 관로를 통한 흐름의 관마찰 측정실험, 유량 측정실험 등을 연속방정식, 베르누이 방정식에 관련된 모든 실험을 하여 여러 관내에서의 유량계수를 측정 할 수 있다.
2. 기초이론
I) 유량측정실험
§ Venturi Meter 시험
연속방정식과 베르누이방정식을 사용하여 Q를 계산한다.
연속방정식
(5)
베르누이 방정식
(6)
Z₁=Z₂, V₁=(A₂/A₁)V₂를 식(6)에 대입하면
(7)
이다. 이를 정리하면
(8)
따라서 유량 Q는
(9)
를 얻는다. P₁-P₂를 액주계의 높이 R로 표시하면
(10)
를 얻는다. 식(10)을 (9)에 대입하면
(12)
여기서 이고 CQ는 유량계수이다.
§ Orifice 시험
Orifice 내의 유동유체가 비압축성 유체일 경우 베르누이 방정식을 적용하면
(18)
이다. 위치에너지가 같다고 가정하면
(19)
으로 표현된다. 여기서 단면수출계수 와 Q₁=Q₂(Q=AV)를 이용하면
(20)
식(19), (20)에서 V₁을 소거하면
(21)
V₂에 관하여 풀면
(22)
그러나 V₂는 이상유체의 속도이다. 따라서 실제속도 V₂를 구하기 위하여 수정계수 Cv를 곱하면
(23)
실제유량 Q =AV 에 의하여
(24)
여기서 Cd=CvC0 압력의 항을 수은마노메타의 항으로 나타내면
(25)
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2013.04.23
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