화학공학실험 | 관을 통한 유체 흐름

 

 

 

TIP

 

 

뉴튼 유체가 관을 통하여 흐를 경우 압력 손실, 마찰 계수를 구하고 관 부속품들의 상당길이를 측정하며 유량 측정에 사용되는 오리피스 미터의 보정방법 등을 이해한다. 

 

 

 

수평관에서의 마찰 손실

정상 상태에서의 기계적 에너지 수지식으로부터

 

 

여기서 ΔP[g중/㎠], L[㎝], D[㎝], 이 식과 실험으로부터 측정한 ΔP값으로부터 f를 계산한다. 이때 ΔP는 마노미터로 측정한다.

 

 

관 부속품들의 상당길이

관 부속품들에는 엘보우, 글로브밸브, 게이트 밸브, 스트레이너 등과 확대, 축소 등이 있 게된다. 각 관 부속품에 대한 ∆

 

 

오리피스미터

관에 설치된 오리피스미터에 대해서 다음의 관계가 성립한다.

 

 

여기서 m[g/s], C₀[오리피스 계수], A₀[오리피스 단면적, ㎠], A₁[관단면적], ρ[g/㎤], ΔP[g중/㎠] 따라서 ΔP를 측정하여 m을 구하고 실제 관에서의 m과 비교한다.

 

 

실험 방법

1. 실험 과정

1) 수리 실험대의 커플링 입구호스를 연결한다. 그리고 모든 밸브를 완전히 열어 놓는다.

 

2) 수리 실험대의 전원 콘센트를 220V에 연결하고 펌프기동 스위치를 ON 한다.

 

3) 각 관로 중 실험하고자 하는 라인의 밸브와 유량 조절 밸브만 남기고 나머지 밸브 는 모두 잠근다.

 

4) 유량 조절 밸브로 알맞은 유량을 조절하고, 실험라인의 밸브로서 라인의 유량을 조절하 여 실험을 행한다.

 

5) 각 라인의 실험을 동시에 할 경우 각 라인에 설치된 밸브를 서서히 열어 알맞은 유량으로 조절한 다음 실험을 행한다.

 

6) 실험 초기에 다관 마노미터에 공기를 완전히 빼준다.

 

7) 각 라인의 유량 측정 장치와 관 마찰 손실 수들을 마노미터에 의하여 구하고, 수리실험대의 계량 수조와 비교하여 데이터를 작성한다.

 

8) 온도계로 수온을 측정한다.

 

9) 실험이 끝나면 전원 스위치를 끄고 저수조 및 모든 라인을 깨끗이 청소한다.

 

10) 마노미터는 유리관이므로 취급에 주의를 기한다.

 

 

 

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