수리학실험 | 분사 충격(噴射衝擊, Jet Impact)

 

 

 

TIP

 

 

분사충격실험[et Impact; JI, 모델명: EH-JI-8(한국, 은하유체 제작)]은 분사(僨射; jet)가 금속이나 플라스틱 제품으로 만든 여러 가지 형상중 평판 충격판(target)을 칠 때 생기는 충격력을 측정하여 이를 운동량의 변화율과 비교함으로써 역적-운동량의 원리(impulse momentum)를 확인한다.

 

 

 

실험 방법

1. 실험 과정

JI의 실험은 다음과 같은 순서에 의해 실시한다.

1) HB의 DCV를 조금 열고, JI의 급수관을 HB의 급수구에 클립 등을 이용해 연결시킨 후, JI의 DCV를 조금 열어 놓는다. 그 뒤 JI위에 수준기를 올려 놓고 수평이 되도록 조정다리의 나사를 이용해 최종적으로 조정을 맞춘다.

 

2) JI의 노즐과 충격판 사이의 거리 S를 축정하기 위해 중량접시 바로 아래 스프링과 일체로 되어 있는 실린더 고정나사를 작은 드라이버를 이용해 가볍게 돌려 푼다. 중량접시를 두 손가락으로 가볍게 누르고 실린더 위판을 기준으로 이 중량접시와의 거리를 재면 이것이 실린더 속의 노즐과 충격판 사이의 거리 S가 된다. 거리를 측정하고, 풀었던 실린더 고정나사를 원판이 움직이지 않게 잘 잡고 고정시킨 뒤 손을 살짝 떼어 중량접시와 영점을 잡게 되어 있는 그 옆의 수평침을 중량접시의 끝과 일치하도록 고정시킴으로써 실험준비가 완료된다.

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3) HB의 전원장치를 ON시킨 후, HB의 DCV와 JI의 DCV를 순서대로 서서히 열어 물이 JI내로 유입되도록 한다. 이때 준비된 추를 이용할 수 있을 정도로 HB의 DCV를 조절하여 고정시키고, JI의 DCV만으로 유량을 조정해 실험할 수 있도록 DCV를 조정해 충격력의 크기를 개략 점검해 둔다.

 

4) 제1회 실험은 JI의 DCV를 일단 고정시키면 노즐에서 분사되는 사출수에 의해 중량접시가 위쪽으로 상당한 높이만큼 올라 왔을 때 준비된 추의 무게를 확인하고, 중량접시 위에 수평침과 일치시킴으로써 영점을 잡는다. 영점을 잡았으면 VM이나 CFM에서와 같은 요령으로 단위시간당의 체적유량을 측정하고 노즐 단면적으로 나누어 이론유속을 구하며, 실제유량을 사용하여 식(4)로부터 운동량을 구한다. 이때 추의 무게 Fm은 충격력과 같으므로 식(4)의 좌변이 되고 실측한 유량으로부터 유속을 이용해 운동량을 구하면 우변 값이 된다.

 

5) 4) 이후의 실험은 JI의 DCV만을 조정하되, 조정한 후 최소 30초이상 기다려 흐름이 정상적으로 이루어지면 4)의 경우와 같은 요령으로 JI의 DCV만을 가감하여 조절하면서 12회를 반복하여 실측한다.

 

6) 5)까지의 실험이 끝나면 HB의 전원을 OFF시킨후 JI의 DCV도 열어 놓고, 보조 실험기구를 정위치시킴으로써 모든 실험이 종료된다.

 

 

 

[수리학실험]분사 충격(噴射衝擊, Jet Impact) 레포트