[工學(공학) ] 유체역학 실험 - 관로 마찰 실험
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작성일 22-09-24 22:21
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2.實驗이론(理論)
2.1 관내유동에 대한 이론(理論)적 고찰
관내의 유동은 벽에서 점성에 의해 경계층이 발달되어 관의 중심으로 성장하게 된다 이러한 경계층이 관의 중심까지 성장하게 되면 이 후에는 관로내 유동의 속도 분포가 더 이상 變化하지 않는다고 가정하게 되는데 이를 완전 발달된 유동(Fully developed flow)이라고 한다. 이는 입구의 난류 강도, 조도 등에 따라 變化한…(To be continued )
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[工學(공학) ] 유체역학 실험 - 관로 마찰 실험
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다.
[工學(공학) ] 유체역학 실험 - 관로 마찰 실험
실험과제/기타
설명
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순서
유체역학 實驗 - 관로 마찰 實驗
1.實驗목적
저수조의 물을 펌프로 고수조에 끌어올려 그 유량을 관내에 흐르게 하여 직관에서 나타나는 주손실은 마찰계수를 구함으로서 찾고, 곡관, T관, 급축소-급확대관 에서 나타나는 부손실은 비례상수 K를 구함으로서 알아보고, 마지막으로 벤츄리와 오르피스, 노즐관등을 이용하여 토출계수를 구하여 관을 통과하면서 얼마나 손실이 있는 지를 알아보고 구하는 과정에서 베르누이 방정식과 유체의 기본적인 관념들을 이해하는 것을 목적으로 한다. 관의 직경이 d인 경우, 층류유동인 경우에서 입구길이는 약 60d 근처이고, 난류유동인 경우는 대략 10d~40d 정도로 입구에서의 유동조건에 따라 차이가 있따 이러한 경계층의 성장은 벽면 근처에서는 속도가 감소하고, 연속 방정식(질량 보존의 법칙)을 만족시키기 위해 관의 중심에서 속도가 증가하게 된다 다음의 그림은 관내를 흐르는 유동의 대표적인 한 예를 모사한 것이다.
관내 유동의 발달 과정
관내의 유동을 비압축성, 정상 유동으로 가정하고, 관내의 중심에 위치한 유선에 베르누이 방정식을 적용하면 후류로 가면서 속도는 증가하고 압력은 감소하게 된다 관내 유동의 종류에 따라서 속도분포의 형태가 포물선형태(층류) 또는 로그함수형태(난류)를 뛰게 된다 일반적으로 관내의 유동에서 층류에서 난류로 천의가 발생되는 레이놀즈수는 관의 직경을 特性 길이로 선택하면 약 2300 정도이다.
입구에서부터 완전 발달된 유동이 발생하는 위치까지의 거리를 입구길이(Entrance length)라고 한다.
