[공학] 수리학실험 - 벤츄리 미터실험

벤츄리 미터실험

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. (벤츄리 미터에 흐르는 유량을 예상하고 유량계수를 이용하여 실제 유량을 계산하는데 있다.
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. 실험 기본원리

관로계 내에 에너지 손실이 없다고 가정하면 베르누이 방정식이 성립한다. 따라서 벤튜리미터의 모든 위치에서의 에너지 합은 같으며, 그림 1에서 피에조미터(1), (4) 그리고 임의의 위치 (n)에서의 각각에 에너지 합은 같다. 이를 식으로 표연…(생략)

가 된다. 따라서 벤튜리미터에 흐르는 유량 는

(1)

(2)

4. 실험방법

(1) 벤츄리계를 수평이 되게 한다.

(2) 유량조절 밸브를 완전히 열고 벤츄리계 내로 물을 흘려보내면서 벤츄리계 내의 기포를 배기밸브를 통해 제거 한다.

(3) 유량조절밸브를 서서히 잠그면 벤츄리계내의 압력이 증가하며서 다관액주계내로 물이 올라간다.

(4) 적당한 높이까지 물이 올라가면 벤츄리계 입구 및 출구의 유량조절밸브를 완전히 잠그고 벤츄리계 내의 물이 흐르지 않도록 한다.

(5) 그 결과 벤츄리계 내의 모든 액주계의 높이는 벤츄리계 내의 압력에 해당하는 수두를 갖게 되어