유압유의 유효체적탄성계수

소개

유압유의 유효체적탄성계수에 대한 실험 보고서

목차

실험 목적
이론적 배경
실험장치구성
실험 방법
실험결과 및 분석
고 찰

본문내용

1. 실험 목적
대학교 학부 과정의 유체역학에서 취급한 유체는 통상 완벽한 비압축성 유체를 가정하였다. 그러나 실제 이 세상에 존재하는 모든 유체는 압축성이다. 즉, “일정한 질량을 가진 유체의 체적(또는 밀도)가 압력의 변화에 따라 얼마나 쉽게 변하는가” 즉, “유체는 어느 정도 압축하는가?”라는 질문에 대한 답변은 그 유체의 거동을 규명하는 중요한 관점 중의 하나이다.
2. 이론적 배경
유체의 압축성은 특히 유공압시스템의 응답시간 및 주파수계 특성 등 동적특성을 좌우하는 주요한 성질이다. 이와 같은 유체의 압축성을 나타내는 성질을 체적탄성계수(bulk Modulus)라 하며, 압력의 변화에 따른 체적변화율로써 다음과 같은 관계식으로 정의된다.
등온 체적탄성계수: βr=-V( )r (1)
등엔트로피 체적탄성계수: βs=-V( )s (2)
정해진 질량 의 부피 감소는 밀도의 증가를 가져오므로 식(1),(2)는 다음 식(3)으로 표시된다.
β=- (3)
유체의 압축성에서 파생되는 중요한 결과 중에는, “유체 내의 어떤 지점에서 발생한 교란은 한정된 속도로 전파되어 나간다”는 현상이 있다. 예를 들면, 유체가 관 속을 흐를 때 출구 밸브를 갑자기 닫는 경우, 밸브 닫힘에 의한 압력의 증가가 상류로 전파되기까지에는 일정한 시간이 소요된다. 이러한 미세한 교란이 전파되는 속도를 음속(Acoustic velocity 또는 speed of sound) c라고 한다. 음속과 매개체인 유체의 압력과 밀도의 변화와의 관계는 다음과 같은 식으로 기술된다.
C= (4)
식 (4)에 식 (3)을 대입하면 체적탄성계수에 대한 아래 식을 얻는다.
β = ρ (5)
이 경우 교란이 작으므로 열전달 효과를 무시할 수 있으며, 이 교란의 전파현상은 등엔트로피 과정으로 간주할 수 있다. 이와 같은 원리를 이용하여, 아래와 같은 실험에 의해 식(2)의 등엔트로피 체적탄성계수를 측정할 수 있다.

참고자료

· 없음