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기계공학계측실험1주차matlab

이번 수업을 통해 Matlab에 좀 더 익숙해질수 있어서 좋은 기회였던것 같습니다. 하지만 위의 그래프와 실습 했을 때의 그래프와 비교하면 많이 다른데 아무래도 전달 함수 G를 잘못 구한것 같습니다. 손으로 계산해서 전달함수를 구해보았는데 어디가 틀렸는지 도무지 찾을 수 없었습니다. 친구들과 비교해보고 틀린부분을 고치도록 하겠습니다.기계진동학 실험#크랭크의 관성모멘트 측정

공학/기술| 2010.11.15| 3페이지| 1,000원| 조회(127)

실험, 기계, 함수, 실험결과, 계측

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기계공학실험

1. 실험 결과Table 4. 압축기 시험 성적표압축기실린더 지름(mm)65전동기출 력 (kW)2.2행 정 (mm)55주파수 (c/s)60Hz단 수2전 압 (V)220회전 속도 (rpm)전 류 (A)배기량 (㎥/min)회전속도 (rpm)1765공기량 (㎥/min)효 율측 정 번 호12345송출측압 력㎏f/㎠, Pa13531온 도℃23.130.231.433.530.5대기대기온도℃2021212121대기습도%3838383838유량노즐차 압mmAq2422212325노즐지름mm19.0519.0519.0519.0519305송출 공기kgf/min0.3694086310.60547080.76218110.61573680.3724573Re7836.80554354.18753301.7094476.20898043.4279환산 공기량m3/min0.23584770.38776360.48812610.39433840.238534회전 속도rpm*************0381044전단 열효율%14.1609419623.28204229.30837723.67681714.322268단열 공기 동력kW0.3115407230.51220490.64478430.520890.3150899체적효율%61.89019719102.34355129.20592104.0788362.595138Specific weight of waterTemperature(°C)Specific weight (kN/m3)09.80559.807109.804159.798209.789259.777309.765409.731509.690609.642709.589809.530909.4671009.399saturated vapor pressureTemperature(°C)Pressure (mmHg)2017.32118.52. 고찰이번 실험은 공기 압축기의 성능을 알아보는 실험이었다. 실험과정은 압력을 1, 3, 5 Pa로 설정한 후 그때의 유량노즐에서의 차압, 송출측의 온도, 회전속도, 대기 온도, 습도를 측정하는 것이었다. 측정 결과를 토대로 송출공기량을 구하고, 이를 통해 환산 공기량을 구한 후 압축기의 피스톤 배기량과 비교하여 체적효율을 계산하였다. 또 송출공기량과 송출 공기의 비중량을 이용해 레이놀즈 수를 구해 보았고, 이론 공기동력을 구해서 전단 열효율도 구해 보았다. 송출 공기의 비중량을 구할 때 사용한 포화 수증기 압력과 수증기의 비중량은 구글과 위키피디아에서 검색해서 나온 표를 바탕으로 온도에 맞게 찾아서 사용하였고 실험가이드의 식들을 엑셀에 직접 입력하여 모든 값들을 계산하였고 그 결과값을 matlab을 이용해서 그래프로 나타내었다.체적효율은 송출측 압력에 따라 다르게 나왔다. 압력이 높아질수록 차압은 감소하였다. 하지만 송출 공기 비중량은 증가하였고 따라서 송출 공기량도 증가하였다. 송출 공기량을 환산 공기 비중량으로 나눔으로써 환산 공기량을 구할 수 있었다. 환산공기량을 피스톤 배기량으로 나누어 체적효율을 구하였다. 실험 결과 체적효율은 송출측 압력이 높아질수록 증가하였다.송출측 압력이 높아질수록 체적효율이 증가하는 이유로는 계산과정에서도 나타나듯이 송출 공기 비중량이 송출측 압력에 따라 증가하기 때문인 것으로 생각된다. 비록 송출측 압력이 높아질수록 차압은 감소하지만, 이 감소한 차압 보다 훨씬 크게 공기비중량이 증가한다. 공기 비중량은 압력에 비례하므로 송출측 압력이 5일 경우가 1일 경우보다 공기비중량이 약 5배 크다는 것을 알 수 있다. 이 때문에 송출측 압력이 커질수록 체적효율이 커진 다고 생각할 수 있다.전단 열효율도 압력이 높아질수록 증가했는데 이는 압력이 높아질수록 이론 공기 동력이 높게 나온 결과이다. 이와 반대로 레이놀즈 수는 압력이 증가함에 따라 감소하는 양상을 보였는데 이는 압력이 높아질수록 송출 공기량은 많아지지만 송출 공기의 비중량도 증가함에 따라 레이놀즈 수가 감소하였으며 이는 관로내에서 압력이 높을 수록 층류에 가까워진다는 것을 의미한다.실험은 압력이 1에서 5로 증가하는 방향으로 조작할 때와 5에서 다시 1로 감소하는 방향으로 조작할 때 각각 측정하였는데, 실험 결과는 압력이 같아도 증가방향인지 감소방향인지에 따라 다르게 나왔다. 특히 감소방향일 때 압력이 1에서의 체적효율은 증가방향일 때 압력 1에서의 체적효율보다 어느 정도 차이가 남을 알 수 있었다. 이유로는 압력이 1에서 5로 증가 할 때는 공기의 노즐 통과속도가 점점 느려지지만 압력이 5에서 1로 감소할 때에는 공기의 노즐 통과속도가 점점 빨라지기 때문이다. 빨라질 때 관성력이 생겨 본래 빨라지는 속도보다 더 빠른 속도로 통과할 것이다. 원래 1로 조작했을 때보다 점점 줄여가며 조작했을 때의 공기의 통과속도가 더 빠르고, 때문에 효율이 더 좋게 나왔을 것으로 생각된다.

공학/기술| 2010.11.15| 5페이지| 1,000원| 조회(138)

실험, 기계공학실험, 기계, 공학

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기계공학실험 화염전파

1. 실험 결과Table 1 Propane의 층류 화염 속도 실험 결과표Equivalence ratio ()Air/Fuelratioby volumeIndicatedfuel flowGas flowIndicated air flowAir flowTimeAveragetimeFlame speedcm10-3m3s-1cm10-3m3s-1SecondsSecondsms-10.829.81.40.018280.5458.097.870.6357.697.830.926.42.30.021280.5455.685.420.9235.425.171.023.82.90.023280.5455.075.130.9755.255.081.121.643.50.025280.5455.805.690.8795.835.431.219.834.10.027280.5457.587.350.687.407.071.318.3150.030280.54512.9112.080.41311.8611.48Table 2 Propane의 화염 온도 실험 결과표Equivalence ratio ()Air/Fuelratioby volumeIndicatedfuel flowGas flowIndicated air flowAir flowFlametemperatureAverage Flame temperaturecm10-3m3s-1cm10-3m3s-1℃0.829.81.40.018280.5452cm891770830.54cm8148568356cm8208708450.926.42.30.021280.5452cm9279739504cm9508929216cm8798718751.023.82.90.023280.5452cm8209068634cm8208908556cm8408588491.121.643.50.025280.5452cm785840812.54cm8968848906cm865850857.51.219.834.10.027280.5452cm841878859.54cm8068808436cm8598378481.318.3150.030280.5452cm8189108644cm8208768486cm880847863.52. 고찰실험은 당량비를 바꿔가면서 5 m 호스를 통과하는 화염의 전파시간을 측정하여 이로부터 화염전파속도를 구하는 것과 당량비와 화염의 높이에 따른 화염 온도를 측정하는 것이었다. 당량비란 일반적으로 연료-공기의 혼합물이 과농한지, 희박한지 아니면 이론반응에 해당하는지를 가리키는 기준으로 사용되는 것으로, 당량비가 1보다 크면 과농상태이고, 당량비가 1보다 작으면 희박상태임을 나타낸다. 첫 벗째 실험에서는 당량비를 변화함에 따라 화염전파 속도를 측정하였는데, 당량비가 1.0일 때 화염전파 속도가 0.975 m/s로 가장 크게 나왔다. 당량비 1을 기준으로 당량비가 점점 작아질수록 화염전파속도도 작아졌고, 당량비가 1보다 점점 커져도 화염전파속도는 작아졌다. 이론에 의하면 당량비가 1.1일 때가 가장 큰 전파속도를 갖지만 이러한 오차가 나오게 된 원인으로는 공기와 연료조절 밸브를 잠금과 동시에 스파크 점화장치를 작동시켜야 하는데 이 과정에서 시간적 오차가 발생해 당량비가 바뀌었을 수도 있고, 스톱워치로 시간을 측정했기 때문에 정확한 시간을 측정할 수 없었기 때문이다. 그리고 당량비 0.8 이하에서는 불이 붙지 않았는데 이는 공기에 비해 연료의 량이 적어서 불이 붙지 않음을 알 수 있었고 따라서 공연비의 중요함을 알 수 있었다. 공연비에 따라 화염의 전파 속도까지 영향을 미쳤는데 최적의 공연비를 가진 연료가 더욱 더 효율이 좋다는 것도 알 수 있었다.두 번째 실험에서는 공연비 0.9, 1.1에서 가장 높은 화염의 온도가 측정되다. 높이에 상관없이 이론적으로는 공연비 1.0일 때가 가장 높은 온도가 측정되어야하지만 2cm, 4cm, 6cm 세 경우 모두 공연비 0.9일 때 가장 높은 온도가 측정되었다. 오차원인은 실험에서 사용한 온도계의 온도 변동이 너무 심해서 측정하기가 쉽지 않았기 때문이다. 특히 온도계의 끝부분이 잘 망가져서 정확한 측정이 힘들었다.

공학/기술| 2010.11.15| 4페이지| 1,000원| 조회(373)

실험, 기계공학실험, 기계, 공학

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기계공학실험 열펌프(Heat pump) 실험

열펌프(Heat pump) 실험■ 실험 1 : 입력 전력, 전열량 및 성적계수(의 결정? 실험 데이터Exp. DataCondenser water mass flow rateTime for 1 revolution of energy meter29.0330.58531.15Air source temperature16.1515.915.9Compressor water outlet temperature181817.5Condenser water outlet temperature39.253228.5? 입력 전력, 전열량 및의 결정-입력 전력전열량-입력 전력전열량-입력 전력전열량■ 실험 2 : 증기 압축 사이클의 압력-엔탈피 선도(p-h diagram)를 작도하고 이상 사이클과 비교? 실험 데이터Exp. DataCondenser water mass flow ratePressure at compressor suction203205205Pressure at condenser outlet850737.5690Temperature at compressor suction11.211.8511.35Temperature at compressor delivery646159.5Temperature at condenser outlet342926.5Temperature at expansion valve outlet6.56.56.2? 이상 사이클1234과정 1 → 2 : 정압 증발 과정 (흡수과정 2 → 3 : 등엔트로피 압축 과정 (압축일)과정 3 → 4 : 정압 방열 과정 (방열)과정 4 → 1 : 등엔탈피 팽창? 이상 사이클과 실제 사이클의 성적 계수() 비교- 이상 사이클203040이상 사이클의7.497.408.79실제 사이클의6.305.996.02- 사이클에서의계산■ 결 론 / 고 찰☞ 실험에서 구한 압력은 게이지 압력이므로 절대압력으로 환산하여 계산하였다.☞ 실험에서 구한 압력과 온도 조건하에서냉매의 엔탈피 값이 나와 있지 않아서 선형 보간을 이용하여 구하였다.☞ 첫 번째 실험에서 유량이 많을수록 열펌프의값이 커짐을 알 수 있다.☞ 두 번째 실험에서 이상 사이클과 실제 사이클의 그래프에서 약간의 차이가 남을 볼 수 있다.- (3)에서 (4) 상태로 가는 과정에서 압력이 충분히 떨어지지 않는 것을 볼 수 있었다. 이는 실험시 (4)의 온도 측정에서 오차가 나온 것으로 보인다.- 가장 눈에 띄게 차이가 나는 지역은 (1)상태와 (2)상태임을 볼 수 있다. 이상 사이클에서는 (1)지역이 포화증기 상태이지만 실제 사이클에서는 과열 증기 상태임을 볼 수 있다. 또한 (1)에서 (2)상태로 가는 과정에서 등엔트로피 과정이 아님을 확인 할 수 있었다.☞의 값이 이상 사이클보다 실제 사이클의 값이 더 작은 것을 알 수 있다. 이는 마찰 / 열 손실 등에 의해서 완벽한 사이클을 이루지 못하고 많은 열량의 방출을 원인으로 볼 수 있다.☞ 실험하는 과정에서 장비에 의한 오차, 실험자의 관측 오차, 실험 횟수가 적음에 따라 나타나는 데이터 값의 부정확성 등이 실험값에 오차를 수반 할 수 있다.☞ 실험에서 각 온도와 압력을 측정할 때 5분 정도의 시간을 주고 정상상태라고 가정하고 측정을 한다. 5분이 충분한 정상상태에 도달하는 시간이 못될 경우 오차가 발생할 수 있다.

공학/기술| 2010.11.15| 5페이지| 1,000원| 조회(263)

실험, 기계공학실험, 기계, 공학

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기계공학실험 원심팬 성능 실험

번호전력량(Wf)전압(dPf)회전수(N)온도노즐차압(dPn)127845.6320416.40.5230044.5316316.11.0330743.3320015.91.5431741.8319115.72.0531741.1320016.02.4631740.3319615.93.0731739.4319715.63.4831737.7319715.64.0931736.0319215.74.51031734.5319215.64.91131732.3319815.75.51231729.9317815.76.01331728.1317516.06.31431727.0319216.66.61531722.7319616.27.5번호공기밀도(kg/m^3)유량(m^3/min)공기동력(kW)축동력(kW)효율정압(Ps)11.22011.33550.01000.27800.035845.121.22141.88770.01370.30000.045843.531.22222.31120.01640.30700.053341.841.22312.66780.01820.31700.057539.851.22182.92400.01960.31700.061938.761.22223.26850.02150.31700.067937.371.22353.47780.02240.31700.07063681.22353.77230.02320.31700.073333.791.22314.00180.02350.31700.074331.5101.22354.17510.02350.31700.074229.6111.22314.42410.02330.31700.073726.8121.22314.62080.02260.31700.071223.9131.22184.73740.02180.31700.068621.8141.21934.85390.02140.31700.067620.4151.22105.17070.01920.31700.060515.2유량은, 회전수는 실험 때 측정한 값으로 정압은, 효율은, 공기 동력은로 계산하였다. 효율과 동력은 유량이 증가 할수록 같이 증가하는 모습을 볼 수 있지만 그 증가량은 감소하고 있다. 유량이 증가 할수록 정압은 감소하는 모습을 볼 수 있다. 송풍기의 회전수 역시 감소하고 있고 축 동력은 증가하고 있다. 대체적으로 그래프의 모양이 비슷했지만 유량과 회전수의 그래프의 형태가 많이 차이나는 이유는 엑셀에 입력한 세로축의 회전수 값의 범위가 좁아졌기 때문이다. 그리고 댐퍼를 돌리면서 실험할 때 노즐차압을 정확하게 유지하기가 힘들었기 때문에 유량이 정확하게 측정되지 못했고 그 오차가 공기동력에도 영향을 미쳤기 때문에 효율도 정확하게 측정되지 못하였다.기계공학실험 결과REPORT#원심팬 성능 실험교수님 : 박성욱이름 : 손정기학번 : 2004008181제출일 : 2010.3.23

공학/기술| 2010.11.15| 3페이지| 1,000원| 조회(333)

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