유체역학실험 | 관로 마찰 실험

 

 

 

관로(管路)는 물, 가스 등의 유체가 단면을 채우고 흐르는 관을 말하며, 도시의 가스관 기름을 공급해주는 송유관 등이 바로 이 예이다. 하지만 실제로 사용되는 가스관, 송유관 등을 볼 때 그 관로는 수많은 엘보우와 이음들에 의한 부 손실이 생길 뿐 아니라, 관로사이에서의 마찰에 의한 주 손실이 생기게 된다. 실생활에서 이러한 손실을 계산하는 것은 매우 중요하다. 예를 들어, 송유관으로 석유를 공급할 때, 관로에서 생기는 손실을 정확히 계산하지 못한다면, 서로의 이해관계에 문제가 생기기 때문이다. 이 밖에도 관로의 마찰을 정확히 계산하지 않으면 많은 문제가 생기게 된다. 이러한 이유로 우리는 이번에 관로에서 생기는 부 손실, 주 손실에 대해 실험해 보기로 한다.

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실험 방법

1. 실험 과정

1) 장치의 오른쪽 물탱크에 물을 약 2/3정도 채운다.

 

2) 펌프의 전원 스위치를 “ON" 에 위치시킨다.

 

3) 펌프 토출구의 게이트 밸브를 연다.

 

4) 측정하고자 하는 관의 출구 밸브를 열고 나머지 관들의 출구 밸브는 모두 잠근다.

 

5) 펌프 토출구의 밸브와 관 출구의 밸브의 개폐 정도를 조절하여 상부의 탱크(weir)에서 물이 넘치지 않도록 한다. 이때에 대기에 노출된 다관 마노미터 액주의 수두 높이가 변화하지 않게 된다.

 

6) 측정하는 관에 설치된 압력 탭 위치에서의 압력들을 수두 높이로 기록한다. 수두 높이가 상하로 움직임을 보이는 것은 좌측 탱크에서의 수면이 움직이기 때문에 그러는 것이다. 측정할 때에는 수두 위치가 안정적일 때 해야 하며, 압력의 위치를 되도록 동시에 확인 할 수 있도록 한다.

 

7) 관에 기포가 없는 지 먼저 확인하고 유량을 기록한다.

 

8) 긴 관, 벤추리 관, 노즐, 오리피스 총 네 개의 관에 대해서 기록한다.

 

9) 자료를 정리하고 결과를 계산하여 실험 결과를 다른 자료와 비교한다.

① 관의 마찰 계수와 레이놀즈 수의 관계 : Moody 선도와 비교.

② 이음의 손실 계수 : 유체 역학 교재 혹은 부록의 자료와 비교.

③ 유량계의 토출 계수와 레이놀즈 수의 관계

 

10) 결과 분석에 대한 토의를 한다.

 

 

[유체역학실험]관로 마찰 실험 레포트