오리피스 관내 유동

소개

좋은 자료 참고용

목차

실험 목적

자료조사
(1)이론
◈ 베르누이 방정식
◈ 피토 관
◈ 오리피스
(2)보정의 개념 및 과정
(3) 유속측정 원리 및 유량측정 장치의 종류
(4) 관로내 유동형태 및 유속 분포
(5) 오차의 분석 방법

실험결과

본문내용

1. 실험 목적
피토관으로 관로내의 유속분포를 측정하여 중심속도와 평균속도와의 관계를 파악한다.
베르누이 방정식을 이용한 유량측정 원리를 이해하고 오리피스의 유량계수를 산정한다.
유량측정상의 불확실성에 대한 오차분석을 수행한다.
2. 자료조사
(1)이론
◈ 베르누이 방정식
유선을 따른 오일러의 운동 방정식에 비압축성 유동이라는 조건을 추가하여 적분하면 베르누이 방정식을 얻을 수 있다. 비압축성 유동에서는 밀도가 상수화 되므로
을 적분하면 다음과 같이 된다.
이고 이므로 위의 식을 다시
여기서 E는 적분 상수로 베르누이의 상수라 부른다.
베르누이 방정식인 위의 식은 제1, 제2, 제3항을 각각 단위 질량당의 유체가 갖는 압력 에너지(유동일), 위치 에너지, 운동 에너지라 부르고, 이들 세 항의 합을 총에너지라 한다. 그러므로 베르누이 방정식은 마찰이 없는 비압축성 유동에서 한 유선을 따르는 총에너지는 일정하다는 것을 말해 주고 있다.
한 유선상에 있는 임의의 두 점 1, 2 에 대하여 베르누이 방정식은
와 같이 표시된다. 이 식의 각 항의 차원은 모두 길이(L)의 차원을 갖는다. 이것은 단위 질량당 유체가 갖는 에너지를 의미한다.
기체 유동을 해석할 경우의 베르누이 방정식은




(5) 오차의 분석 방법
오차는 크게 세 가지로 계통오차, 과실오차, 우연오차로 분류할 수 있으며 오차의 종류와 원인을 규명함으로써 오차를 줄일 수 있다.
(1) 계통오차(systematic error): 계통오차는 대략 세 가지로 분류되며 오차의 크기와 부호를 추정할 수 있고 보정할 수 있는 오차.
①계기오차 : 측정계기의 불완전성 때문에 생기는 오차.
예) 자, 온도계, 계기판 등의 눈금이 정확하지 않거나 영점보정이 안된 경우.
②환경오차 : 측정할 때 온도, 습도, 압력 등 외부환경의 영향으로 생기는 오차.
예) 측정기구의 온도에 따른 팽창과 수축으로 인한 눈금의 변화, 질량 측정시
공기의 부력에 의한 영향 등
③개인오차 : 개인이 가지고 있는 습관이나 선입관이 작용하여 생기는 오차.
예) 시간을 측정할 때 한 현상이 일어나는 시간을 인식하는 정도가 사람마다 다르다.
(2) 과실오차(erratic error)
계기의 취급부주의로 생기는 오차를 말한다. 예를 들면 척도의 숫자를 잘못 읽었다든지 계산을 틀리게 하여 생기는 오차이며 실험자가 충분히 주의하여 제거하여야 하는 오차.
(3) 우연오차(random error)
주위의 사정으로 측정자가 주의해도 피할 수 없는 불규칙적이고 우발적인 원인에 의해 발생하는 오차를 말하며, 평균값을 사용함으로써 이와 같은 우연오차를 작게 할 수는 있으나 보정할 수는 없는 오차.

참고자료

· 유체역학