자연과학 자료 유체역학 실험 - 벤츄리미터 실험( 벤츄리미터관를 통해 비압축성 유체가 흐를 때 유량을 직접 측정하고, 베르누이 방정식을 이용하여 이론적으로 예측한 값과 비교) 업로드 CE

자연과학 자료 유체역학 실험 - 벤츄리미터 실험( 벤츄리미터관를 통해 비압축성 유체가 흐를 때 유량을 직접 측정하고, 베르누이 방정식을 이용하여 이론적으로 예측한 값과 비교) 업로드
 

1. 서론
1) 실험목적
수평으로 놓인 벤츄리미터관를 통해 비압축성 유체가 흐를 때 유량을 직접 측정하고, 베르누이 방정식을 이용하여 이론적으로 예측한 값과 비교하여 본다.

2) 이론 및 배경
벤츄리미터
베르누이 정리를 응용하여 관속의 유량을 측정하는 계기. 관의 중간을 가늘게하고 그 전후에 직립관을 세워 그 액면의 차로 물의 유량을 측정하는 장치이다.
벤츄리 유량계는 일반적으로 주조하여 만들고 표준설계의 성능을 만족하도록 허용공차가 작게 기계 가공한다. 그 결과 벤투리 유량계는 무겁고, 부피가 크고, 값이 비싸다. 목에서부터 하류인 원추형의 디퓨저 단면에서는 압력회복이 아주 잘 된다. 그러므로 전체 수두손실이 작다. 벤투리 유량계는 내부형상 때문에 자정기능이 있다. 벤투리 유량계의 유량계수는 Reynolds수가 높을 때 0.980-0.995 범위의 값을 가진다는 것을 실험자료에서 알 수 있다. 따라서 C〓0.99에서Reynolds 수가 높을 때 약 ± 1% 오차범위 내에서 질량유량을 측정할 때 이용될 수 있다. 오리피스 판, 유동노즐, 그리고 벤투리에서 발생되는 모든 압력강하는 유량의 제 곱에 비례한다. 실제 사용할 때 유량계의 크기는 예상되는 최대유량을 측정할 수 있는 것으로 선정되어야 한다. 압력강하 대 유량의 관계는 비선형적이기 때문에 제한된 범위의 유량에서만 정확하게 측정할 수 있다. 목이 하나인 유량계는 보통 4:1의 범위를 갖는 유량에서 사용된다. 유량 측정부를 지나는 회복될 수 없는 수두손실은 측정부위 전후의 압력차 Δp의 비로 나타낼 수 있다.

베르누이 방정식

유체 동역학에서 베르누이 방정식(Bernoulli`s equation)은 이상 유체(ideal fluid)에 대하여, 유체에 가해지는 일이 없는 경우에 대해, 유체의 속도와 압력, 위치 에너지 사이의 관계를 나타낸 식이다. 이 식은 1738년 다니엘 베르누이가 그의 저서 “유체역학” 에서 발표하였다.
베르누이 방정식은, 흐르는 유체에 대하여 유선(streamline) 상에서 모든 형태의 에너지의 합은 언제나 일정하다는 점을 설명하고 있다. 베르누이의 방정식은 비압축성 유동(incompressible flow)에 대해서만 유효하다. 대부분의 경우 액체는 그 밀도가 일정하다고 생각할 수 있다. 따라서 이런 경우 액체는 비압축성이고, 그 유동은 비압축성 유동으로 생각할 수 있다. 기체의 경우는, 그 유동 속도가 매우 낮아 유선에 따른 기체…(생략)
 

     
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