한국항공대 기초공학실험(피로관을 이용한 유속 측정실험).hwp

1.1 피토관의 원리 그림 1. 피토정압관 우리는 공기의 속도를 계산하기 위해 이번실험에서 피토관을 사용하였다. 우리는 유체의 정압과 정체압을 측정하여, 이들로부터 유체의 속력을 계산할 수 있다는 것을 알고 있다. 이것이 피토정압관의 기본원리이다. 이것은 두 개의 동심인 튜브가 두 개의 압력계에 연결되어 있어, 그림 1의 P3과 P4의 압력차를 측정할 수 있게 되어있다. 중심의 튜브는 열려진 끝 점의 정체압을 측정한다. 높이의 변화를 무시한다고 가정하면 이고, 여기에서 p와 V는 점(2)위치의 상류에서의 압력과 속도이다. 바깥쪽 튜브는, 정압을 측정할 수 있도록, 끝에서 적당한 거리만큼 떨어진 곳에 몇 개의 작은 구멍들이 뚫린 형태로 만들어져 있다. 점(1)과 (4) 사이의 높이차를 무시한다고 가정하면, 가 되고, 위의 두 식을 연립하면 이 되고, 이 식을 정리하여 다음과 같은 식을 얻을 수 있다. 피토정압관은 유체의 속도를 측정하는데 있어서 비교적 간단한 방법이다. 이 기구를 얼마나 잘 사용하는가 하는 것은 얼마만큼의 주의를 기울여 정압과 정체압을 정확하게 측정할 수 있느냐에 달려있다. 정압을 정확히 측정하려면, 측정하는 점에서 어떤 운동에너지도 압력의 증가로 변환되어서는 안 된다. 그래서 구멍이 거칠거나 결함이 있어서는 안 되며 매끈하게 만들어져야 한다. 그림 2에서 보여주는 것처럼, 불완전한 구멍은 측정되는 압력이 실제 정압보다 크거나 작게 되는 오차발생의 요인이 된다. 그림 2. 잘못된 정압공과 올바른 정압공 또한, 압력은 정체점에서의 정체압에서부터 정압보다 낮은 압력까지 물체의 표면을 따라 변할 수 있다. 그림 3은 피토정압관 근처의 전형적인 압력분포를 도식적으로 나타낸 것이다. 측정된 압력이 제대로 측정되기 위해서는 압력공(pressure tap)이 적절한 위치에 뚫려 있어야 하겠다. 그림 3. 피토정압관 근처의 전형적인 압력분포 1.2 실험장치 ★ 실험장치는 소형 풍동을 이용 ★ 키엘 프로브(전압 측정) ★ 피토관(…
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