제트의 유동장 측정 실험(기계공학응용실험)

소개

"제트의 유동장 측정 실험(기계공학응용실험)"에 대한 내용입니다.

목차

1. 서론
가. 실험목적
나. 이론적 배경

2. 본론
가. 실험장치의 구성 및 방법
나. 실험결과 및 고찰

3. 결론 및 고찰

4. 참고문헌

5. 첨부

본문내용

가. 실험목적
- 유체의 유동은 크게 층류와 난류 두 가지 특성으로 난다. 층류는 단순하여 예상이 쉽지만, 실제 대부분의 유체는 난류 유동을 하게 된다. 유체의 유동장의 속도를 측정할 수 있는 방법은 여러 가지가 있으며, 그중에서 흔히 사용되는 것은 피토관과 열선유속계이다. 피토관을 이용하면 평균속도만을 측정할 수 있지만 비교적 정확한 값을 얻을 수 있다. 그러나 열선유속계를 이용하면 매우 불규칙적인 난류 속도까지도 측정이 가능하다.
본 실험에서는 열선 유속계를 이용한 2차원 노즐에서 분사되는 제트 유동장의 속도를 측정하여 제트 유동의 구조를 파악하고, 유동장의 측정법 및 측정 장비인 열선유속계와 피토관의 사용방법을 습득한다. 그리고 실험의 측정된 자료로 분석 및 취합능력을 함양시켜서 그 응용력을 배양시키고자 한다.

나. 이론적 배경
- 노즐에서 분사되는 제트의 유동장은 눈으로 확인할 수 없다. 이러한 유동을 속도 측정 실험을 통해 그 유동의 모습을 파악하고 도시하도록 한다. 측정에 필요한 장비는 여러 가지가 있으나 본 실험에서는 열선유속계를 이용하여 측정된 데이터는 개인용 컴퓨터를 사용하여 분석하고 처리하여 속도장을 표현한다. 열선 유속계를 이용한 속도 측정을 위해서는 그 데이터의 신회성을 위해 피토관을 이용하여 교정작업을 수행한다. 동시에 본 실험에서 사용하게 되는 피토관과 열선유속계의 작동 원리를 익힌다.

(1)난류강도
- 난류란 유체의 각 부분이 시간적이나 공간적으로 불규칙한 운동을 하면서 흘러가는 것을 말한다. 따라서 난류운동의 속도는 시간평균부분과 변동부분으로 이루어진 것으로 볼 수 있으며 u=U+u' 으로 나타낼 수 있다. 평균치 U는 다음과 같이 정의된다.
U=1/T int _{t} ^{t+T} {udt}
u'의 정의로부터
bar{u ^{prime }} =1/T int _{t} ^{t+T} {u ^{prime }} dt=1/T int _{t} ^{t+T} {(u-U)dt=0}..

<중 략>

참고자료

· 기계공학 실험 교재 편찬회 _ 기계공학응용실험 청문각 2009 개정편
· MUNSON외, 윤순현외 공역, 유체역학 Fundamentals of fluid mechanics, 교보문고, 2008 淸芸當