[자연과학] 수리학 실험 - 유량 측정

실험제목 : 유량측정

1. 실험개요

1)실험도구 : 벤투리 미터(Venturi meter), 오리피스미터(Orifice meter), 수리실험대

2)실험이론 :

가) 벤투리 미터(Venturi meter)
벤투리미터는 그림과 같이 수축각이 20°내외, 확대각이 5~7°로 되어 유량을 측정하는 기구를 말한다.
벤투리미터에 의한 유량측정과 유량계수를 실험적으로 구하는 관계식을 살펴보면 다음 식과 같다.
단면적 는 알고 있는 값이므로, 위 식을 계산하기 편리하게 정리하면 다음 식과 같다.
원형단면에 대해서는 이므로 다음 식으로 변환 될 수 있다 .
여기서 이며 E를 근접속도계수 라고 한다. 이므로
여기서 K는 유동계수이다. 그러므로 유량은 , 로 표시될 수 있다.
위식을 정리하면
나) 오리피스(Orifice) 미터
연속이론에 의하여 이고, 수축계수 에서 이므로
또, 이므로 유량 Q는
대개의 경우 오리피스의 지름은 관의 지름의 5분의 1보다 작은 값을 사용하며, 분류의 수축영향은 관벽의 영향을받아 유량계수 는 큰 수조의 오리피스의 경우보다 큰 값을 나타…(생략)

2.실험목적

3.실험방법 및 주의사항

1) 수리실험대를 병용하여 유량을 측정한다

2) 액주관의 배기밸브를 열어 공기를 빼내고 액주관에서 모든 수면높이가 최대치를 유지하도록 서서히 유량을 증가하고 다시 배기밸브를 잠근다.

3) 액주관의 공기가 다 빠졌으면 배기밸브를 열고 기준점을 맞추어준다.(유량밸브, 급수밸브로 기준점조정

4) 액주관의 배기밸브를 잠근다.

5) 급수밸브와 유량조절밸브로 유량을 변경 [실제유량계(20 L/min, 28 L/min, 36 L/min)에 맞추어 측정실시 3조로 나누어서 측정]

6) 수주의 상승높이를 측정하여 유량을 산정한다.

7) 실험이 끝나면 수리실험대전원을 끄고 액주관의 배기밸브를 연 다음 물을 완전히 빼낸다.

4.실험결과(Data sheet)