[공학,기술]실험보고서 - 벤츄리 미터

1. 실험목적 : 본 실험의 목적은 베르누이 방정식 및 이와 관련하여 유체유동 중에 일어나는 에너지 손실, 즉 역학적 에너지 손실 등에 대한 개념을 이해하는데 있다. 비압축성 유체의 경우 단위질량의 유체가 가지는 압력 에너지, 속도 에너지의 합은 항상 일정하며 이것을 베르누이 방정식이라고 한다. 본 실험은 베르누이 방정식을 이용하여 벤츄리 미터의 단면적 변화에 따른 수두변화를 측정하여 에너지 손실 및 유량의 크기에 따른 유량계수를 결정한다. 흐름은 점축소부와 목부 및 점확대부를 통하여 이루어지고, 목부의 단면은 주관로의 단면보다 작아 유속은 증가하고 압력은 강하하게 되는데, 이 압력 강하량을 측정하여 간접적으로 유량을 측정한다.

2. 이론적 배경 :

2.1) 베르누이 정리

2.2) 관로계 내에 에너지 손실이 없다고 가정하면 베르누이 방정식이 성립한다. 따라서 벤츄리미터의 모든 위치에서의 에너지 합은 같으며, 그림 1에서 피에조미터(1), (4) 그리고 임의의 위치 (n)에서의 각각에 에너지 합은 같다. 이를 식으로 표연하면 식 [1]과 같다.

가 된다. 따라서 벤츄리미터에 흐르는 유량 는

① 연결부를 밀폐시킨 후 물을 유입한다.

② 물을 흘려보내면서 벤츄리미터 내에 기포를 제거한다.

③ 일정유량을 조절밸브를 통해 통과시킨다.

④ 스톱워치를 이용해 흐름유량을 측정한다.

⑤ 벤츄리미터 구간내의 수두 높이를 측정한다.

4. 실험 결과

5. 실험 분석

1) 유량이 증가함에 따라 벤추리 미터의 수두차가 거의 비례해서 증가하는 것을 볼 수 있습니다. 이것은 유량이 증가함에 따라 두 지점의 압력차가 커짐을 나타냅니다.

2) 그래프에서 유량이 증가함에 따라 유량계수가 평균적으로 증가함을 나타내고 있습니다. 이것은 유속이 증가함으로서 이론상의 유량과 비슷해짐을 나타내고 있습니다.