[자연과학][이동현상실험] 유체순환 실험[Fluid Circuit Experiment]

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,
…

① Losses in Pipe Bend Apparatus

② 유체(물)

③ Stop Watch

④ Fluid Circuit Apparatus

① 물탱크와 Inlet을 연결시키고 Outlet을 Weighing Tanker와 연결

② 글로브 밸브를 잠그고 게이트 밸브를 열어 Dark Blue Curcuit로 흐르게 하고 Outlet Valve를 연다.

③ 유체가 정상상태를 유지하도록 잠시 기다린다.

④ 글로브 밸브를 잠그고 Piezo meter Tube의 공기를 없애고 Head Pump로 조 절한 후 Piezo meter 모든 곳에 압력차가 Zero인가를 확인한다.

⑤ 게이트 밸브를 열어 U-tube에 공기가 남아있지 않도록 물을 채운다.

⑥ 게이트 밸브를 잠그고 글로브 밸브를 열어 Light Blue Curcuit에 대해서 위의 과정을 반복한다.

⑦ 전 과정을 마친 후 Control Valve를 열고 글로브 밸브를 잠그고 게이트 밸브를 열어서 Dark Blue Curcuit로 흐르게 한다. (이 때 Piezo meter, U-tube에서 높이차를 관찰한다)

⑧ 유속을 달리하여 위 실험을 반복한다.

1) 실험 측정값