수리학실험 | 연직 오리피스(Flow Through an Orifice)

 

 

 

오리피스(orifice)

수로의 측벽 또는 저면에 설치되어 물이 가득차 흐르는 규칙적인 유출구를 말하며 수량을 측정하거나 조절하기 위해 사용된다. 오리피스의 종류에는 작은 오리피스, 큰 오리피스, 수중 오리피스, 관 오리피스가 있으며 본 실험에서는 연직 오리피스(flow through an orifice)를 다루게된다. 연직 오리피스는 물이 실험장치를 통해 흐를 때 유량은 이상유체 가정 하에서의 값보다 상당히 작아지게 된다. 이와 같은 유량의 감소는 오리피스 수맥의 수축현상으로 인해 에너지 손실이 발생할 뿐 아니라 유속분포가 균등하지 않기 때문에도 일어난다. 이러한 연직 오리피스 즉, 수조의 밑바닥에 설치된 예연공(sharp edged orifice)을 통해 대기 중으로 물을 방출할 때 유량의 감소, 수맥의 수축 및 에너지 손실의 정도를 유량계수를 통해 측정하고자 하며, 더 나아가 베르누이(Bernoulli) 방정식의 활용과 실험장치의 조작법을 익히는데 목적이 있다.

728x90

 

 

실험 방법

1. 실험 과정

1) FTO를 HB에 정치시킨 후 급수관을 HB의 탱크에 연결시킨다. HB의 DCV를 열어 놓은 상태에서 시작하여 유량을 측정할 때는 마개를 닫느다.

 

2) HB의 DCV를 적정한 크기로 열고, 전원장치를 ON시켜 물이 실린더내로 유입되도록 하며, 실린더 주위에 장착된 수두조절 및 배수관을 이용해 적정한 정한 수두가 유지되도록 조정하여 h₀를 일정하게 한다.

3) 정압수두 h₀를 읽고, 하강하는 물기둥의 1/2지점에 쇠관을 위치시켜 동압수두 h를 읽으며, 버니어를 이용해 물기둥의 지름을 잰다. 물기둥 바깥쪽을 버니어로 잰후 안쪽끝을 재고 서로의 차(직경)를 기록한다.

 

4) HB의 유량측정 장치를 이용하여, DCV를 닫고 일정부분부터 일정부분까지 물이 차는 시간을재어 부피/시간으로 유량을 계산한다.

 

5) 2～4까지 12회 반복 실시한다.( 이때 월류관 나사를 조금씩 조절하여 수두를 약간씩 조절한다.

 

6) 시험이 모두 종료되면 측정한 데이터값을 기록하고, 실험기구를 off시킨 후 뒷정리를 깔끔함으로써 실험을 종료한다.

 

 

 

[수리학실험]연직 오리피스(Flow Through an Orifice) 레포트