[고려대학교] 기계공학실험2 A+ / 2. Pipe Friction Experiment

목차

1) Darcy Weisbach equation에 대하여 기술하시오.
2) 직관 손실실험 : 관경에 따른 마찰 수두 손실 비교 및 고찰.
3) 부속품 손실실험 : 밸브에 따른 손실계수, 비교 및 고찰
4) Gate valve, Globe valve, Ball valve의 특성 조사.
5) 오차 및 원인 분석
6) 본 실험에서 배운 이론과 관련된 기기에 대한 설계 개선 방안을 제시하시오.
7) 벤츄리관의 수두 손실을 이용해 유량을 계산하고, 실험 측정 유량과 비교하 시오. 계산값과 실제 유량이 다르다면 그 원인에 대해 분석하시오. (Hint : 질량 유량 보존 법칙, 베르누이 방정식)

본문내용

5) 오차 및 원인 분석

(1) 실험자가 육안으로 manometer의 수두 손실량을 관측함
- 위 실험에서는 2명의 실험자가 각각 들어가는 유량(m³/h)과 수두 손실량(mm)을 육안으 로 관찰하여 얻은 값을 사용하였다. 서로 다른 실험자가 각 결과값을 측정했기 때문에 두 데이터가 개개인에 맞춰 편향되었을 가능성이 있다. 또한, 관 내에 유체(물)가 위치함으로 써 표면장력으로 인해 생기는 메니스커스에 의한 오차가 발생하였을 수 있다. 특히 수두 손실량을 측정하는 manometer의 눈금은 1mm 단위로 구분되는데, 이때 생기는 작은 오 차도 무시할 수 없을 것이다.
(2) manometer에서 수은 대신 물을 사용함
– 기포 발생 가능성 - 앞서 실험 영상에서 안전 관련 문제로 수은 manometer를 사용하지 않았다고 설명했다. 그러나 수은 대신 비중이 낮은 물을 사용함으로써 기포가 발생할 가능성이 더욱 커졌을 것 이다. 실험 전 최대한 기포가 발생하지 않도록 가동 후 일정 시간이 지난 다음 양쪽 사이 드 밸브를 열어 기포를 제거하지만, 그럼에도 기포가 100% 제거되지 않았을 가능성이 있 다. 따라서 오차가 발생했을 가능성이 크다. 하지만, 수은 manometer를 사용할 경우 같은 양을 변화시키는데 필요한 압력이 더욱 크기 때문에 manometer 상의 수두 손실량이 미 미할 것이다. 이는 앞서 분석한 (1)번 오차와 상충하는 부분이다. 따라서 수은을 사용하되 그 변화량을 정확하게 측정할 수 있는 방법이 필요할 것이다.

참고자료

· 없음