[자연과학]유체역학 - 유량측정 실험

유량측정 실험

1. 실험 목적

- 유체의 흐름에 있어서 벤츄리관, 급확대관,오리피스관, 엘보우 및 면적식 유량계를 이용하여 베르누이(Bernoulli)방정식에 의한 이론의 적용 및 유량 측정실험을 한다.

2. 관련이론

1) 벤츄리관(Venturi tube)

① 측정방법

d₁→ d₂→ d₁ 순서로 연결해서 관수로의 도중에 삽입하고, d₁과 d₂에 유리관 h1과 h2를 세우면, h1과 h2의 압력수두차 에 의하여 유량을 측정할 수 있다.
유량 Q 〓 d₁ v1 〓 d₂ v2 가 성립이 된다.(베르누이 이론.)
이 식에서 d₁,d₂는 벤튜리미터 고유의 수치이고, g도 일정치 이므로 h를 측정하면
유량 Q를 알 수 있다.
실제에 있어서는 축소에 따른 에너지 손실등에 기인하는 보정계수 C를 곱하여
그 유량값을 보정 한다.(C〓0.97~0.99)
그림 5.4는 유량측정계인 벤츄리 메타로서 압력 차를 측정하여 이론 유량을 구하고 실제의 유량과 비교하여 벤츄리 유량계수를 구한다.
(유량계수 : 수축부의 불일치 등 이상정인 조건들의 차이를 보정해 주기 위한 값을
유량계수라 한다.)
그림 5.4에서 1, 2점의 유동유체가 비압축성 유체일 경우 베르누이 방정식에서
` 그림 5.4 벤츄리 메타 `
연속방정식에서
(m/s)
(m³/s)
(m³/s) (5.10)
여기에서
Qv : 벤츄리의 실제유량(m3/s) Q2 : 이론유량(m3/s) V : 평균속도(m/s)
D1 : 최대 직경 (m) D2 : 최소 직경 (m) : 물의 밀도
: 마노메터 차압(m) C 0 : 유…

2) 급 확대관 (sudden expension)

3) Orifice