화학공학실험 | 배관계의 유체 마찰손실 측정

 

 

 

TIP

 

 

1. 여러 가지 직경을 가진 직관에서 유속변화에 따른 차압을 측정하고, 이와 관련 된 Reynolds 수, 마찰계수, 압력손실두를 계산한다.
2. 관 이음쇠(90 elbow, 90 bend, Tee, 유로의 갑작스런 확대, 유로의 갑작스런 팽창)에 의한 두손실을 측정한다.
3. 배관계내의 valve류(gate, ball, globe)에 의한 두손실을 측정한다.
4. 유량측정장치(orifice, venturi, pitot tube)에 의한 두손실을 측정한다.
5. 측정된 두손실에 의해 유출계수(discharge coefficient)를 산출한다.

 

 

 

유량의 개요

유량(Flow rate)이라 함은 유체의 흐름중 일정 면적의 단면을 통과하는 유체의 체적,질량 또는 중량을 시간에 대한 비율로 표현한 것을 유량이라 칭하며 각각 유체의 체적을 시간에 대한 비율로 표시한 유량을 체적 유량 (용적유량), 유체의 질량을 시간에 대한 비율로 표시한 질량유량, 유체를 일정시간 동안 흐르는 량을 표시한 유량을 적산유량이라 칭한다.

 

① 체적유량 : Q = A.v [㎥/s]

 

② 질량유량 : M = Q.ρ = A.v.ρ [kg/s]

 

③ 중량유량 : W = Q.ρ.g = A.v.ρ.g [N/s]

 

④ 적산유량 : G = ∫Q.ρ = ∫A.v.ρ [㎥,kg]

 

측정 대상인 유체의 분류는 기체,액체,증기,혼합 기체등으로 일반적으로 분류하고 흐름 상태에 따라 층류,난류,맥동류등으로, 온도에 따라서 고 온도로부터 극저온, 압력에 따라서 고압력으로 부터 저압력, 점도에 따라 고점도로 부터 저점도, 량에 따라서 대유량으로 부터 극소유량 유체등으로 다양하게 분류한다. 유량측정은 관로의 상태에 따라 개수로,폐수로(관로) 유량측정으로 크게 나누고, 측정방법에 따라 임의 시간당 흐르는 체적량을 계량하는 직접법과 임의 단면적을 통과하는 유량과의 상관 관계를 이용하여 유속, 전기적인량 등의 변화를 검출, 유량을 측정하는 방식인 간접방식으로 분류한다.

 

 

실험 방법

1. 실험 과정

1) 관내로 물이 흐를 수 있도록 조절 밸브, 글로브 밸브, 게이트 밸브, 콕크 밸브 를 열어 놓는다.

 

2) 펌프의 모터 스위치를 작동시켜 배관계로 물을 순환시킨다.

 

3) 마노미터의 밸브 속에 공기가 차 있는가를 확인하여 공기배출밸브를 열어 배 출시킨다.

 

4) 측정하고자 하는 직관, 밸브, 관 이음새, 유량측정장치를 선택하여 마노미터를 연결한다.

 

5) 관 내 유속과 압력을 조절밸브로 조정하여 물의 유량을 측정한다.

 

6) 물의 유속에 따른 압력차를 수은 마노미터와 물 마노미터로 측정한다.

 

7) 같은 유속에서 정확한 압력차를 3회 이상 측정한다.

 

 

 

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