기계공학실험 | Air Jet

 

 

 

TIP

 

 

Nozzle을 통한 공기 jet류에서 축 방향 및 반경방향에 따른 속도분포를 Pitot tube를 이용하여 측정하고, 운동량 방정식을 이용하여 원판에 작용하는 힘을 계산한다.

 

 

 

Pitot tube의 속도측정 원리

그림1의 Pitot tube에서 1, 2점에 대하여

 

그림 1 피토관 (Pitot tube)

 

Bernoulli 방정식을 적용시키면,

 

 

이 때, Z₁=Z₂이고

 

점2는 정체점이므로 V₂=0이므로

 

 

그리고 △P를 구하기 위해 manometer의 압력평형을 고려하면

 

 

이므로 △P 를 V₁식에 대입하면

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실험 방법

1. 실험 과정

1) 주파수를 f = 36 Hz 로 맞춘다.

 

 

2) pitot tube를 노즐의 입구와 나란하게 맞춘다.

 

3) air jet을 작동시킨다.

 

4) y축 방향으로 20㎝높이에서 시작하여 50㎝까지 10㎝ 간격씩, 반경 r방향으로 1㎝ 간격씩 이동시키면서 Pitot tube의 수두차(△h)를 측정한다.

 

5) 각 높이에서 노즐과 Pitot tube 사이의 거리( )를 확인한다.

 

6) Pitot tube를 원판으로 교체한다. (원판의 반경:180㎜, 무게:648g)

 

7) y축 방향으로 20㎝높이에서 시작하여 50㎝까지 10㎝ 간격씩, 반경 r방향으로 1㎝ 간격씩 이동시키면서 원판이 받는 실제힘(F_p)을 측정한다.

 

8) 측정한 데이터를 토대로 하여 이론힘을 구하여 실제힘과 비교한다.

 

 

 

[기계공학실험]Air Jet 레포트