소개글
"오리피스 유량계수"에 대한 내용입니다.
목차
1. 오리피스 실험
1.1. 실험 목적
1.2. 실험 이론
1.2.1. 오리피스(Orifice)
1.2.2. 베나 콘트랙타(Vena Contracta)
1.2.3. 유속계수(Cv), 수축계수(CA), 유량계수(Cd)
1.2.4. 평균유량계수(Cd̅)
1.3. 실험 기구 및 과정
1.4. 실험 값 및 결과
1.4.1. Data Sheets
1.4.2. 계산과정
1.4.3. 실험 결과
1.5. 오차분석 및 고찰
2. 참고 문헌
본문내용
1. 오리피스 실험
1.1. 실험 목적
실험 목적은 수조 바닥에 설치된 오리피스를 통하여 연직방향으로 흐르는 물의 흐름을 측정하여 이론식과 비교함으로써 유속계수, 단면 수축계수 및 유량계수를 결정하는 것이다.
오리피스 실험을 통해 연직방향 흐름의 유량 특성을 확인하고, 이론식으로 산출한 유량과 실제 측정값을 비교하여 유량계수를 결정하고자 하는 것이 실험의 주요 목적이다.
1.2. 실험 이론
1.2.1. 오리피스(Orifice)
오리피스(Orifice)란 관로 내 흐름에서 축소된 출구를 말한다. 오리피스는 그림과 같이 관로 내 흐름에서 축소된 출구를 지칭한다. 만일 오리피스의 기하학적인 특징과 유체의 특성이 주어진다면, 오리피스를 이용하여 유량을 산정할 수 있다. 그림에서 볼 수 있듯이, 오리피스 단면을 지나 짧은 하류구간에서도 유선은 계속적으로 수렴하며, 따라서 최소 흐름 단면은 실제로는 오리피스의 단면보다 작게 된다. 이 축소된 최소 단면적을 "Vena contracta"라고 부른다.
오리피스는 원형인 경우가 많으며, 그 크기를 지름 치수로 나타낸 것이 오리피스 사이즈이다. 오리피스가 원형이 아닌 경우는, 그 단면적을 원형 단면적으로 환산해서, 그 지름을 나타낸다. 그림과 같이 날카로운 둘레를 가진 오리피스에서는 오리피스 그 자체의 최소 단면적 A1보다, 하류측 흐름의 단면적 A2가 최소로 되며 이때의 유속은 최대가 된다. 이때의 A2를 유효 단면적이라고 하며 유동능력을 나타내는 가상적인 단면적이다. 구멍부의 최소 단면적 A1과 이 축류부의 최소 단면적 A2의 비 즉, A2/A1을 축류율이라 한다.
1.2.2. 베나 콘트랙타(Vena Contracta)
베나 콘트랙타(Vena Contracta)는 넓은 유로에서 좁은 수문을 지날 때 수문의 단면보다 유체의 단면이 작아지는 부분을 의미한다. 오리피스처럼 유체가 넓은 유로에서 급격하게 작은 수문을 지날 때 유체의 단면이 유체의 관성 때문에 수문의 단면보다 작은 단면으로 수축해서 유출하는 현상이 발생한다. 베나 콘트랙타는 최소 단면을 갖으며 오리피스 직경(D)의 0.3~0.5배 되는 곳에 위치한다. 베나 콘트랙타에서의 유속(Vact)은 이론유속보다 느리며 베나 콘트랙타에서의 단면적(Aact)은 이론단면적보다 작다. 이를 통해 실제 유량(Qact)은 이론유량(Q2)보다 작게 나타나는 것을 알 수 있다.
1.2.3. 유속계수(Cv), 수축계수(CA), 유량계수(Cd)
유속계수(Cv), 수축계수(CA), 유량계수(Cd)는 오리피스를 통한 유체 흐름 특성을 나타내는 중요한 계수들이다.
유...
참고 자료
생태수리학 및 실험 ‘오리피스 실험(Orifice Experiment)’ 강의노트
생태수리학 및 실험 ‘Ch 12. 개수로의 에너지 원리_1’ 강의노트
심명필, 수리학, 동화기술(2015)
토목용어편찬위원회, 토목용어사전, 건설연구사(2023)
견책철부, 환경보호 용어사전, 성안당(1999)
물정보포털 My Water 물백과사전, ‘베나 콘트랙터(vena contracta)
