(수리실험)오리피스실험

소개

오리피스의 구조를 이해하고 이를 통하여 흐르는 흐름의 단면 수축과 에너지 손실을 관찰하면서 유량 측정에 익숙해짐과 동시에 수축계수, 유속계수 및 유량계수를 실측하고 이론값과 비교 검토한 후 토리체의 정리 및 베르누이 정리의 합리성을 이해한다.

목차

실험제목
실험목적
기본이론
실험기구
실험절차
실험결과 및 계산
결론

본문내용

실험제목
오리피스 실험
실험목적
오리피스의 구조를 이해하고 이를 통하여 흐르는 흐름의 단면 수축과 에너지 손실을 관찰하면서 유량 측정에 익숙해짐과 동시에 수축계수, 유속계수 및 유량계수를 실측하고 이론값과 비교 검토한 후 토리체의 정리 및 베르누이 정리의 합리성을 이해한다.
기본이론
오리피스를 통과한 수맥은 그림에서와 같이 일단 수축했다가 다시 확대되어 분출한다. 이때 최대 수축위치는 오리피스 직경의 약 1/2에서 발생한다. 이 단면을 수축단면(Vena-contracta)라 한다.

(실측유량)
(유속계수)
(수축계수)
(수축계수)
(유량계수)
실험절차
오리피스 실험은 크게 두 종류로 나눌 수 있다. 그 하나는 일정수두 H가 유지될 때의 유량계수, 유속계수 및 수축계수를 실험적으로 결정하는 것이고, 다른 한 가지는 여러 개의 상이한 수두 H하에서 유량을 측정하는 실험이다. 이번에 한 실험은 전자의 방법을 사용했다. 실험을 시작하기 위해서는 우선 오리피스가 부착된 수조를 수평으로 정치시키고 오리피스 직경을 측정한다.
첫 번째 실험을 위해서는 급수관을 통해 물을 수조 내로 흘려보내어 월류관 수위까지 채우고 월류관로를 통해 미소유량이 항상 월류되도록 급수밸브를 조절함으로써 수조 내의 수위를 거의 일정하게 유지시킨다. 유량계수의 측정을 위해서는 수두 H와 그에 상응하는 유량을 실측하게 되는데, 전자는 눈금자에 의하고 후자는 중량측정통에 저류되는 단위시간당 물의 무게를 측정함으로써 결정된다. 유속계수의 결정을 위해서는 피토관을 오리피스 수조 바로 아래의 분출수맥에 위치시켜 동압수두와 그에 상응하는 오리피스 위의 수두 H를 측정하게 된다. 수축계수의 결정을 위해서는 수축단면에서의 수맥의 직경을 측정해야 한다. 수맥의 직경은 실험장치에 관한 소개에서 언급한 것처럼 피토관의 끝에 부착된 첨두침을 수축단면의 한쪽으로부터 다른 한쪽 방향으로 나사식으로 횡단시킴으로써 측정이 가능하다.
수조 내의 수위를 점차 낮춰가면서 측정하였는데, 이때 수두가 안정되도록 충분히 시간을 두고 수면을 안정시키는 것이 중요하다. 눈금자를 이용해서 수조내의 수위를 측정하고 빠져나간 물을 일정시간동안 받아서 저울을 이용해 무게를 측정하고 유량을 측정한다. 또, 수조내의 수위를 측정하는 동시에 피토관의 수두도 측정해서 기록한다.

참고자료

· 없음