TDM(Traffic Demand Management : 교통수요관리)운전자등의 통행형태 변화를 통하여 교통수요를 조절함으로써 교통혼잡을 줄이는 여러가지의 관리기법을 말한다. 구체적인 방법으로 1인이용 교통수단에서 다인이용 교통수단이나 대중교통수단으로 옮기게 함으로써 교통량을 줄여 혼잡을 완화시키려는 것이라 할 수 있다. 주요정책 대안으로①자가용운전의 규제(10부제, 비업무용 교통수요억제, 카풀제, 시차제출퇴근, 재택근무, 불법주차 강력단속, 도심기능의 외곽이전, 대중교통시설의 확대 및 서비스 확충 등)로 볼 수 있겠으나 인위적 강압적 규제보다 장려책을 제시하여 선택할 수 있는 방안을 제시함이 타당하며②조세정책의 전환(자동차 등록세보험료 인상, 휘발유세 인상, 도심통행세 징수, 주차세 및 주차요금인상, 고용인에 대한 개인 교통수단 이용비 억제, 카풀, 밴듈, 대중교통수단 이용자에 대한 세금감면 또는 교통비 보조, 첨두시 주차요금 할증제, 도심 및 부도심의 신축건물 교통유발부담금 인상, 주행세 도입)③법적 제도적 방법들을 통한 강제적 직접적 규제(차고지증명등 자동차구입억제, 자동차통행제한, 직장단위 교통량 감축, 주차금지구역 확대, 건축물신축시 주차공간 공급억제, 건축물 용적율의 축소, 교통영향평가의 철저화) 등ITS의 역할과 체계간의 조화현재까지 대중교통체계의 정책은 도로 및 철도의 건설과 같은 인프라 측면과 교통수요관리와 같은 규제측면에서 대응하였으나 그 효과가 충분하지 못했다.ITS는 교통운영 측면에서의 최적화와 동시에 시민에게 다양한 정보제공, 그리고 교통류 관리 등 적극적인 교통관리전략의 수행으로 대중교통 서비스의 수준 향상과 대중교통 이용 수요의 증가에 기존의 방법들과 함께 타당한 해결책이 될 것이다.도로 건설과 ITS를 통한 소통개선 방안만으로는 대중교통체계의 개편과 혼잡의 완화를 기대할 수 없는 것은 교통 인프라의 개선은 곧이어 새로운 교통수요를 발생시키거나 잠재된 교통수요를 재 발생시키는 역효과가 일어나는 악순환의 되풀이가 계속되기 때문이다. 따라서, ITS와 함께 새로운 혹은 내재된 교통수요를 적절한 수준으로 억제하며, 동시에 자가용 이용자를 대중교통으로 자연스럽게 전환시키기 위해 대중교통 서비스의 질을 극대화시키는 방안이 필요하다. 즉, ‘인프라의 건설’, ‘ITS’, ‘TDM’, ‘대중교통체계’라는 각 체계들간의 조화가 교통문제 해결의 주요한 열쇠가 된다고 하겠다.그림 2와 그림 3은 이러한 체계들간의 관계와 조화의 필요성을 설명하고 있다.그림 2 실패한 교통체계그림 2에서 설명하는 바와 같이 새로운 도로건설은 교통정책의 목표에 상당 부분 접근시키나 곧이어 새로운 혹은 잠재된 교통수요의 발생으로 목표에서 멀어지게 된다. 또, ITS의 시행은 교통정책의 목표에 가깝게 접근시키는 또 다른 방법이지만 잠재된 수요의 발생으로 인해 ITS 역시 궁극적인 대안은 될 수 없다.그림 3 조화 있는 교통체계그림 3은 교통정책의 목표 달성은 지속적인 시설공급과 ITS, 그리고 교통수요관리와 대중교통체계의 개선이 조화를 이룰 때 가능하다는 것을 보여주고 있다. 이는 교통수요 관리와 대중교통체계의 개선이 최소한 시설공급과 ITS의 효과를 지속시킬 수 있는 장치로서 활용되기 때문이다.관련 법규들도시교통정비촉진법제 15조 교통수요관리의 시행① 시장은 도시교통의 원활한 소통과 대기오염의 개선 및 교통시설의 효율적인 이용을 위하여 관할지역안의 일정한 지역에서 다음 각호의 교통수요 관리를 시행할 필요가 있다고 인정되는 때에는 지방도시교통정책심의위원회의 심의를 거쳐 이를 시행할 수 있다.1. 제16조의 규정에 따른 자동차의 운행제한에 관한 사항2. 제17조의 규정에 따른 혼잡통행료의 초과징수에 관한 사항3. 그밖에 통행량의 분산 또는 감소를 위하여 대통령령이 정하는 사랑② 시장은 제1항의 규정에 따른 교통수요관리를 시행하고자 하는 경우 공청회 등을 거쳐 충분히 의견을 수렴하여야 한다.③ 제1항의 규정에 따른 교통수요관리에 관하여는 이 법에 정한 사항을 제외하고는 조례가 정하는 바를 따른다.((시행일 2002. 7. 27))제19조의3 (특정구역등에 대한 교통평가)① 시장등은 다음 각호의 1에 해당하는 경우에는 대통령령이 정하는 바에 의하여 교통평가를 실시하고 그 결과에 따라 교통개선대책을 시행할 수 있다.1. 교차로, 도로의 특정구간 또는 특정구역(이하 "특정구역등"이라 한다)이 심각한 교통장애를 유발하는 경우2. 사업의 시행 또는 시설의 설치에 대한 교통영향평가결과 효율적인 교통개선대책의 수립이 곤란하거나 당해 사업 또는 시설에 대한 교통개선대책만으로는 교통개선의 효과가 나타나지 아니하는 경우3. 기타 혼잡이 예상되는 지역등에 대하여 시장등이 필요하다고 인정하는 경우② 제1항의 규정에 의한 교통개선대책을 실시하는 경우 당해 특정구역등에 위치한 시설물중 제21조제1항의 규정에 의한 교통유발부담금의 부과대상인 시설물의 소유자에 대하여는 교통유발의 정도에 따라 교통개선대책의 시행에 필요한 사업비의 일부를 분담하게 할 수 있다. 이 경우 사업비를 분담한 시설물의 소유자는 분담액에 상당하는 교통유발부담금을 부담한 것으로 본다.③ 제1항의 규정에 의한 교통평가 및 교통개선대책에 대하여는 지방도시교통정책심의위원회의 심의를 거쳐야 한다. (개정 99.12.31)④ 제1항의 규정에 의한 교통평가 및 심의절차, 특정구역등의 범위, 시설물의 소유자에 대한 사업비분담의 방법 및 절차등에 관하여 필요한 사항은 대통령령으로 정한다.(본조신설 95.12.29)제19조의10 (교통수요관리의 시행)① 시장등은 도시교통의 원활한 소통과 교통시설의 효율적인 이용을 위하여 관할지역안의 일정한 지역에서 다음 각호의 교통수요관리를 시행할 필요가 있다고 인정되는 때에는 지방도시교통정책심의위원회의 심의를 거쳐 이를 시행할 수 있다.1. 제20조의 규정에 의한 자동차의 운행제한에 관한 사항2. 제20조의2의 규정에 의한 혼잡통행료의 부과 징수에 관한 사항3. 기타 통행량의 분산 또는 감소를 위하여 대통령령이 정하는 사항② 시장등은 제1항의 규정에 의한 교통수요관리를 시행할 경우 공청회등을 거쳐 충분히 의견을 수렴하여야 한다.③ 제1항의 규정에 의한 교통수요관리에 관하여는 이 법에 정한 사항을 제외하고는 조례가 정하는 바에 의한다.(본조신설 95.12.29)도시교통정비촉진법시행령제25조 (특정구역에 대한 교통평가등)① 법 제19조의3제1항제1호의 규정에 의한 특정구역의 지정기준은 별표 2에 의한다.② 법 제19조의3의 규정에 의한 교통평가를 실시하고자 하는 시장등은 이를 직접 또는 교통영향평가기관에 의뢰하여 교통평가서를 작성하여야 한다.③ 시장등은 제2항의 규정에 의한 교통평가서에 제시된 교통개선대책에 대하여 당해 구역의 주민에게 30일이상 공람하게 하여 당해 주민의 의견을 들어야 하며, 관할 지방경찰청장과 협의하여야 한다.④ 시장등은 제2항의 규정에 의한 교통평가서와 제3항의 규정에 의한 주민의견을 첨부하여 관할 지방심의위원회에 심의를 요청하여야 한다.⑤ 교통평가서의 작성에 관한 구체적인 기준에 관하여는 교통영향평가지침을 준용한다.⑥ 법 제19조의3제2항의 규정에 의한 시설물소유자의 사업비분담은 다음 각호와 같다.1. 분담금 : 총사업비의 50퍼센트의 범위안에서 당해 지방자치단체의 재정형편을 감안하여 시장등이 정한 금액2. 분담비율 : 다음 가목의 개별시설물가중치를 나목의 특정구역가중치로 나눈 값으로 한다.가. 특정구역가중치 : 당해 구역내의 개별시설물 가중치의 합계나. 개별시설물가중치 : 당해 시설물의 건축연면적에 당해 용도에 대한 별표 6의 교통유발계수를 곱한 값(복합용도의 시설물인 경우에는 각 용도에 쓰이는 바닥면적에 당해 용도의 교통유발계수를 곱한 값의 합계를 말한다)3. 시설물 소유자별 분담금 : 분담금에 분담비율을 곱한 금액4. 분담시기 및 방법 : 당해 교통개선대책의 착공연도부터 준공연도까지 분할하여 분담하도록 한다.⑦ 제6항의 규정에 의한 분담금의 부과절차등 필요한 사항은 당해 지방자치단체의 조례로 정한다.제31조 (통행량의 분산 또는 감소를 위한 사항)법 제19조의10제1항제3호에서 "기타 통행량의 분산 또는 감소를 위하여 대통령령으로 정하는 사항"이라 함은 다음 각호의 사항을 말한다.1. 승용차함께타기(이하 "함께타기"라 한다)활성화를 위한 사항2. 주차수요관리의 시행3. 보행자전용지구의 지정과 운용4. 대중교통전용지구의 지정과 운용5. 대중교통수단 이용안내를 위한 정보망 구축6. 자전거이용활성화를 위한 시설확충7. 기타 이에 준하는 통행량 분산 또는 감소방안의 시행실천사례□ 건설교통부는 소통난주차난 등 당면한 도시 교통난을 완화하고, 장애인노약자 등 교통약자의 이동권증진 및 사람중심의 교통환경 조성 등 선진교통체계 구축을 위해ㅇ 광역교통난 해소, 대중교통 육성지원, 자가용승용차 이용억제, 주차난 해소, 교통약자 및 친환경 교통대책 등5개분야 87개의 장단기 실천과제를 마련하고 2010년까지 연차별로 추진해나갈 계획임을 밝혔다.□ 이 같은 대책은 교통혼잡으로 인해 연간 20조원이 넘는 사회경제적인 손실이 발생하고 있고,자동차대수('03.7) : 1,440만대(증가율 : 80년대 23%, 90년대 16%)수도권→서울 출근통행량 : 877,436('96)→1,031,662통행('02), 17.6%↑ㅇ 자동차 및 교통수요 증가 추세 등을 고려할 때 향후 교통상황이 더욱 악화될 것이라는 진단결과에 따라ㅇ 지난해 작업에 착수하여 교통전문가시민단체 등의 의견 수렴을 토대로 마련한 것이다.□ 주요내용은 다음과 같다.① 교통혼잡정도에 따라 교통수요관리시책의 강도를 조절할 수 있도록 중장기적으로 교통혼잡경보제도를 도입할 계획이다.ㅇ 도시별 교통혼잡도, 최대 자동차 수용대수를 계수화하고적정수준을 초과할 경우 단계별로 교통수요관리를 강화
토지공개념 도입 배경노무현 대통령은 2003년 10월 13일 시정연설에서 현재 준비하고 있는 정책으로 부족할 경우 강력한 토지 공개념제 도입을 하겠다고 했다.이에 대한 배경은 물론 과열된 부동산 투기문제이다. 부동산 투기가 저축 의욕을 저하시키고 빈부격차를 심화시킨다는 것과 저축보단 부동산투기가 훨씬 이익이 좋은게 사실인만큼 많은 사람이 부동산 투기에 눈을 돌리고 그만큼 아파트 값은 오르게 되어 결국 정작 집이 필요한 사람들은 집을 갖지 못하는 악순환과 벌어지는 빈부격차의 차로 인해 서민층의 생활이 어려워지고 있다는 것이 도입을 하게된 배경 중요한 한가지이유라고 할 수 있다. 또한 도시계획분야나 도로설계 같은 토지이용 계획 분야에서도 사유지의 매입 어려움 등으로 인한 설계당시뿐 아니라 완공된후에도 상당한 손해를 보는게 현실이다. 따라서 노무현 대통령은 이에 따르는 여러 가지 문제점을 해결하기위해 강력한 토지 공개념 제도 도입을 생각하는 것 같다.토지공개념이란이 용어는 사용하는 사람마다 약간씩 의미의 차이가 있지만 그 가운데에서 아마도 서원우 교수의 "토지란 단순한 상품이 아니라 인간 생활과 생산을 위한 불가결한 기반이기 때문에, 그것이 농지이든, 산림지이든, 혹은 주거지이든 그 토지가 지니는 기능 내지 적성 혹은 지역에 따라 공공복리를 위해 가장 값지게 그리고 가장 효율적으로 이용되지 않으면 아니되며 그를 위해 적정한 규제가 가해지지 않으면 아니 됨을 의미한다(서원우 1982)" 라는 말이 가장 많이 인용되어 토지공개념을 정의하고 있다. 요약하면 토지공개념은 토지는 확대 재생산이 불가능한 한정된 자산이므로 소유와 처분은 공공의 이익을 위하여 다음의 법규를 근거 삼아 적절히 제한할 수 있다는 개념이다.헌법123조에는 국가는 토지의 소유권에 대해 법률이 정하는 바에 따라 제한과 의 무를 과할 수 있다.민법제2조에는 개인의 소유권이라도 권리는 남용하지 못한다.동법212조에는 개인의 소유권이라도 정당한 이익이 있는 범위 내에서만 행할 수 있다.토지공개념 역사우리나라에서 토지의 공적 성격에 대한 논쟁이 본격화된 것은 1978년 당시의 건설부 장관이 토지공개념이라는 용어를 쓰기 시작하면서부터이다. 하지만 실제 관련법은 88올림픽 이후 전국이 부동산 열기에 휩싸여 1989년 관련법이 나오면서부터이다. 그당시 부동산 투기와 지가 급상승으로 인해 서민들이 생활고를 겪는등 문제가 심각했다. 따라서 정부가 토지초과이득세, 택지소유상한제, 개발부담금제보지거래신고 및 허가제 등을 도입하여 부동산 시장 안정화에 영향을 줬으나 얼마안가 위헌결정과 변제등으로인해 모두 없어지거나 곧 없어질 예정이다.2003년 10월 13일 노무현 대통령의 발언에 지금의 과열된 부동산 시장을 안정화 시키기 위한 하나의 방법으로서 토지공개념제도는 다시 실행될 계획으로 보인다.토지공개념 의의89년도 대입된 토지공개념 3개 법률의 규범적 의미는 우리의 토지문제가 가장 심각했던 1989년 전후 토지재산권에 대한 공적 의미를 잘 정리하였던 헌법재판소의 토지거래허가제 합헌결정(1989.12.22, 88헌가13 등)에서 추론해 볼 수 있다. 헌법재판소는 토지재산권의 보장, 역사적 변천, 그리고 한계에 대하여 상세한 설명과 함께 헌법 규범적 판단을 정리하여 토지공개념의 규범적 의미를 명확히 했다. 먼저 이 결정문에서 다수의견은 토지재산권의 근거가 되는 헌법 제23조와 제119조를 기초로 하여 헌법적 이념을 정하였다. 즉, 이 두 조항은 "헌법이 이미 많은 문제점과 모순을 노정한 자유방임적 시장경제를 지향하지 않고 아울러 전체주의국가의 계획통제경제도 지양하면서 국민 모두가 호혜 공영하는 실질적인 사회정의가 보장되는 국가, 환언하면 자본주의적 생산양식이라든가 시장메커니즘의 자동조절기능이라는 골격은 유지하면서 근로대중의 최소한의 인간다운 생활을 보장하기 위하여 소득의 재분배, 투자의 유도·조정, 실업자 구제 내지 완전고용, 광범한 사회보장을 책임 있게 시행하는 국가 즉 민주복지국가의 이상을 추구하고 있음을 의미하는 것"이라고 토지재산권에 관한 이념적 근거를 제시하였다. 그러나 이러한 이념적 근거를 판단논리의 바탕에 둔다고 하더라도 토지소유자의 토지재산권을 제한하는 실정법, 즉 국토이용관리법이 과연 헌법에 반하지 않는다는 결론에 도달하기 위해서는 토지, 토지재산권, 재산권의 보장과 한계에 대한 정리된 개념 확정이 보다 중요하다고 볼 수 있다.이 결정문에서 헌법재판소는 재산권 특히 토지재산권 관념이 현재에 의미를 갖기 위해서 '소유권은 신성불가침'에서 '의무를 수반한 상대적 권리'로의 역사적 변천이라는 전이해를 강조하였다. 실로 사회적 시장경제, 복지국가 이념의 구현, 불가침의 재산권을 기초로 하는 시민법 원리의 수정 또는 제한 등 현대 국가에서 총애를 받으며 등장한 새로운 가치는 단적으로 말하면 근대 자본주의를 떠받치고 있는 재산권 영역에 대한 도전이자 전면적 또는 부분적 대안이었다. 독일, 영국 등 서구에서도 20세기 중반 이후 가장 중요한 사회적 가치 충돌의 대상이었고, 따라서 각국의 대법원이든 헌법재판소이든 헌법적 가치선택의 핵심으로 여겨졌던 것이 바로 재산권의 보장과 제한의 문제이다. 이 문제에 관해서 헌법재판소는 "개인주의·자유주의에 바탕을 둔 자본주의도 초창기의 기대, 즉, 모든 사람을 평등한 인격자로 보고 그 자유로운 계약활동과 소유권의 절대성만 보장해주면 개인적으로나 사회적으로 무궁한 발전을 기약할 수 있다는 이상이 노동을 상품으로 팔 수밖에 없는 도시노동자나 소작민에게는 아무런 의미가 없고, 계약자유의 미명아래 '있는 자, 가진 자'로부터 착취당하여 결국에는 빈부의 격차가 현격해지고, 사회계층간의 분화와 대립갈등이 첨예화하는 사태에 이르게 됨에 따라 대폭 수정되기에 이르렀으니, 모든 사람들에게 인간으로서의 생존권을 보장해주기 위하여서는 토지소유권은 이제 더 이상 절대적인 것일 수가 없었고 공공의 이익 내지 공공복리의 증진을 위하여 의무를 부담하거나 제약을 수반하는 것으로 변화되었으며, 토지소유권은 신성불가침의 것이 아니고 실정법상의 여러 의무와 제약을 감내하지 않으면 안되는 것으로 되었으니 이것이 이른바 '토지공개념이론'인 것이다."라고 정리하였다. 다시 말하자면 헌법재판소는 토지재산권의 보장과 그 한계에 대하여 '토지공개념'이라는 개념으로 응답한 것이다.이 결정은 1989년 12월 18일 입법부인 국회에서 토지공개념 3개 법안인 택지소유상한에 관한 법, 개발이익환수에 관한 법, 토지초과이득세법이 국회 본회의에 통과되고 동년 12월30일 공포를 기다리고 있던 중에 내려진 것이다. 이 건 위헌제청은 1988년 12월 26일 헌법재판소에 신청되어 1년여 동안 심의와 평의회를 거쳐 결정된 것이고, 토지공개념 3개 법안은 1988년 8월 10일 소위 8.10조치에서 '토지공개념의 확대도입'이라는 정책발표와 동시에 부동산대책위원회와 토지공개념연구위원회의 구성, 가동되고 1989년 10월 13일 국회에 제안되어 국회 건설위원회에서 심의 의결, 본회의에서 통과된 것이다. 1980년대 말 일반서민들 사이에서 극한적인 모습을 보일 정도로 첨예하게 나타났던 토지투기, 지가상승 그리고 토지소유의 편중 등의 토지문제의 해결을 위해서 국가 차원의 대안을 마련해야 했던 시기에 우리나라의 최고기관인 입법부와 헌법재판소는 이른바 '토지공개념'으로 대답한 것이다.헌법재판소는 더 나아가 이 결정에서 '토지'에 대한 정의를 밝히고 있는데, "토지는 수요가 늘어난다고 해서 공급을 늘릴 수 없기 때문에 시장경제의 원리를 그대로 적용할 수 없고, 고정성, 인접성, 본원적 생산성, 환경성, 상린성, 사회성, 공공성, 영토성 등 여러 가지 특징을 지닌 것으로서 자손만대로 향유하고 함께 살아가야 할 생활터전이기 때문에 그 이용을 자유로운 힘에 맡겨서도 아니되며, 개인의 자의에 맡기는 것도 적당하지 않은 것이다. … 올바른 법과 조화 있는 공동체질서를 추구하는 사회는 토지에 대하여 다른 재산권의 경우보다 더욱 강하게 사회공동체 전체의 이익을 관철할 것을 요구하는 것이다."라고 하였다. 그리고는 "토지는 인간 거주에 있어서 극히 중요한 역할을 담당하고 있으며 시장에 방치되는 보통의 자산으로 취급될 수 없으므로 국가전체이익을 위한 규제하에 있어야 한다. 토지의 소유, 이용, 개발을 공적으로 규제하는 것은 환경보전, 주거수준의 향상을 위하여 불가결한 것이다."라는 1976년 국제연합인간거주회의(HABITAT)에서 채택된 국내행동권고를 원용하며 현대적 의미의 토지개념에서 '토지의 공적 규제'는 필수적일 수밖에 없음을 강력하게 전개하였다.토지공개념 필요한가?토지공유제를 택했던 나라들, 특히 사회주의 국가들의 결말이 어떠했는지는 긴 설명이 필요없을 것이다. 그리고 토지국유화가 선의를 가지고 추진되었다는 것에 대해서도 긴 설명이 필요 없을 것이다. 처음에는 많은, 아마도 과반수의 국민들이 그것을 원했겠지만, 결과적으로는 대부분의 사람들이 체제를 버렸다. 또 다른 예는 자발적으로 형성된 소규모의 공동체 사회들이다. 이들이 흥미로운 것은 토지의 공유를 스스로 택했다는 사실이고, 또 탈퇴의 자유가 보장된다는 사실이다. 그들의 생활에 대해 외부의 간섭도 없었다. 대다수의 구성원이 그 체제의 존속을 원하는 한 그 사회는 존속할 수 있었다. 탈퇴의 자유가 보장되어 있기 때문에 체제가 존속한다는 것은 토지공유제가 구성원들의 복지에 도움이 되는 제도임을 말해준다. 반면 공동체가 오래 존속하지 못했다는 것은 구성원들이 탈퇴했다는 것이고, 공유제가 구성원들의 복지를 해쳤다는 말이 된다.
목 차1. 서 론 ···················································· 32. 실험기구 및 장치 ································· 33. 실험방법 ··············································· 54. 배경이론 ··············································· 65. 결과 및 정리 ········································ 96. 결론 및 토의 ········································ 137. 참고문헌 ··············································· 141. 서 론가. 실험 목적(1) 단면 급확대 급축소- 단면의 급확대 급축소 단면간 흐르는 유량에 따른 수두손실(에너지손실)을 알 수 있다.(2) 벤추리미터- Bernoulli 정리를 응용한 유량 측정 방법으로서 이론식으로 구한 값과 실험으로 구한 값을 비교 검토하고 벤추리미터의 기능을 확인하고 최적의 벤추리미터의 유출입각도를 알 수 있다. 실유량과 계산유량의 사이에는 오차가 존재한다. 이 오차를 보정하기 위해 보정계수(C0)를 구할 수 있다.(3) 노 즐- 노즐의 구조를 이해하고 이를 통하여 흐르는 흐름의 단면 수축과 에너지 손실을 관찰하면서 유량측정에 익숙해진다. 실유량과 계산유량의 사이에는 오차가 존재한다. 이 오차를 보정하기 위해 보정계수(C0)를 구할 수 있다.(4) 오리피스- 오리피스의 구조를 이해하고 이를 통하여 흐르는 흐름의 단면 수축과 에너지 손실을 관찰하면서 유량측정에 익숙해진다. 수축계수, 유속계수 및 유량계수를 실측하고 이론값과 비교 검토한 후 토리첼리의 정리 및 베르누이 정리의 합리성을 이해한다. 실유량과 계산유량의 사이에는 오차가 존재한다. 이 오차를 보정하기 위해 보정계수(C0)를 구할 수 있다.2. 실험기구 및 장치가. 실험기구- 종합 관로 실험 장치 : 벤추리미터, 노즐, 오리피스, 단면 급축소 급확대, 직선관로, 밸브, 만곡부 등의 유량 및 손실을 측정할 수 있으므로 관수로에 대한 종합적인 학습을 할 수 있는 장치이다. (3p 자료 참조)- 온도계3. 실험방법가. 실험방법(1) 실험기구 점검 (펌프 작동 여부 확인, 관 및 밸브에 산화된 곳이 있는지 확인, 액주계 상태 확인 등)(2) 저수조에 물을 3/4 이상 or 4/5 이상 채운다. 저수조에 물이 적을 경우 펌프에 들어가는 유량이 없어지면 펌프의 공회전으로 인해 펌프가 손상될 경우가 있으므로 주의한다.(3) 펌프를 가동시켜 급수조에 물을 채우면서 급수밸브를 조정하여 유량계가 일정하도록 유지시킨다. (단면 급확대 급축소, 벤추리미터는 유량이 3.0, 오리피스 1.0, 노즐 0.8로 유지)(4) 처음 펌프를 가동시킬 때는 펌프에 과부하가 걸리지 않게 밸브를 전부 열어 놓는다.(5) 급수조로 들어오는 유량이 많으면 물이 월류하고 급수조로 들어오는 유량보다 저수조로 나가는 유량이 많으면 급수조의 유량이 줄어든다. 펌프를 가동시키면 관 내의 공기를 전부 빼는 것이 중요하다. 만약 기포가 있다면 실험결과에 커다란 오차가 생길 수 있으므로 주의한다.(6) (5)의 상황을 염두에 두고 급수조로 들어오는 유량과 관수로를 통과(단면 급확대 급축소, 벤추리미터, 오리피스, 노즐)하는 유량이 같도록 유지한다.(7) (6)와 같은 상태, 즉 1번 액주계가 일정하도록 하면서 유량을 줄여가며 실험을 한다.(8) 실험을 하면서 관로(단면 급확대 급축소, 벤추리미터, 오리피스, 노즐)의 액주계를 읽어 낸다.4. 배경 이론가. 단면 급확대 급축소(1) 단면 급확대- 흐름의 단면이 급확대되면 급확대 부분에서 와류로 인한 큰 에너지 손실이 생기게 된다. 이때의 손실은 연속방정식 Bernoulli 방정식 및 운동량 방정식을 동시에 적용함으로써 계산될 수 있다. 손실수두는 단면 1과 2의 액주계의 수두차로 구할 수 있다(2) 단면 급축소- 단면이 급축소될 때의 수두손실은 수축단면 전방의 가속과 후방의 감속현상의 복합적인 원인 때문에 생기게 된다. 이 손실은 수축단면의 크기에 의해 주로 좌우되며 Weibach는 실험에 의해 단면수축계수 CC는 단면축소비 A2/A1에 의해 결정됨을 증명하였다. 손실수두는 단면 1과 2의 액주계의 수두차로 구할 수 있다.나. 벤추리미터- 흐름의 단면을 축소시켜 축소 전후간에 단면간의 손실수두를 측정하여 유량을 계산하는데 사용된다. 벤추리미터는 약 20° 정도의 축소각을 가지는 축소원추부와 원통형의 목 부분 및 5∼7°의 확대각을 가지는 확대원추부로 되어 있다. 손실수두는 입구부와 목부분간의 사차액주계를 연결하여 수두차 h를 읽음으로서 측정되며 Bernoulli 방정식에 의하면 유량은 다음 식으로 표현된다.{Q}_{0} = { {A}_{2} } over { SQRT {1- {( { {A}_{2} } over { {A}_{1} } }) }^{2 } } × SQRT {2g h}다. 노 즐유량계측을 위해 사용되는 노즐은 확대원추부가 없는 벤추리미터와 유사하며 유량측정의 원리는 벤추리미터의 경우처럼 Bernoulli 정리에 기초를 두고 있다. 확대부가 없어 흐름의 에너지 손실은 많으나 벤추리미터에 비해 경제적인 장점이 있다. 노즐의 유량은 시차액주계에 의해 측정하는 수두차를 아래의 식에 대입하여 계산하게 된다. 유속계수 Cv는 벤추리미터의 경우처럼 실험적으로 결정되며 노즐의 단면축소비와 흐름의 Reynolds 수에 따라 달라진다.{Q}_{0} = { {A}_{2} } over { SQRT {1- {( { {A}_{2} } over { {A}_{1} } }) }^{2 } } × SQRT {2g h}라. 오리피스- 관오리피스는 동심원형의 구멍이 뚫려 있는 얇은 원형금속판으로 되어 있으며 관의 플렌지 속에 삽입 연결된다. 관오리피스로 측정되는 유량은 아래식에 의하여 구하며 C는 오리피스 계수라 부르며 벤추리미터와 노즐의 경우처럼 흐름의 Reynolds 수와 관에 대한 오리피스의 직경비에 따라 변하는 것으로 실험결과가 나타나 있다.{Q}_{0} = A SQRT {2g h}(오리피스 계수 C는 계산의 편의를 위해 고려하지 않았음)5. 결과 및 정리가. 단면 급확대 급축소(1) 실험 데이터번호실유량123h1-h2h2-h313.0100.013.90.586.113.422.999.016.53.582.513.032.897.820.08.577.811.542.798.225.514.272.711.352.699.231.521.567.710.062.598.335.125.363.29.872.498.141.932.956.29.082.3101.048.039.653.08.492.2101.449.541.351.98.2102.1100.451.643.648.88.0112.0100.856.749.644.17.1121.9101.861.655.140.26.5131.8100.062.857.337.25.5141.7101.668.863.332.85.5151.6103.673.468.430.25.0161.5103.676.271.727.44.5171.4104.280.376.423.93.9181.3104.582.078.222.53.8191.2105.785.482.020.33.4201.1106.690.488.216.22.2211.0107.491.489.016.02.4나. 벤추리미터(1) 실험 데이터번호실유량12수두차계산 유량(M3/h)13.095.434.70.6074.0376596622.995.237.40.5783.94002776732.896.643.20.5343.78709318842.799.048.00.5103.70101164352.698.251.30.4693.54912899862.599.557.20.4233.37058704372.498.858.80.4003.27767100282.3100.062.20.3783.18626037992.2100.466.40.3403.021863352102.1101.169.60.3152.908644473112.0102.473.60.2882.781196071121.9103.076.30.2672.677879274131.8103.678.80.2482.580840728141.7103.880.20.2362.517626868151.6104.183.10.2102.374898267161.5104.485.20.1922.270837083171.4104.686.80.1782.186479271181.3104.889.30.1552.040333745191.2105.492.00.1341.897089247201.1106.294.00.1221.810152976211.0106.696.40.1021.655142724(2) 실험 분석 그래프다. 노 즐(1) 실험 데이터번호실유량12수두차계산유량(M3/h)11.097.262.60.3461.06598321120.997.566.50.3101.00900463830.898.876.80.2200.85000925840.799.280.40.1880.78576239450.6100.089.20.1080.59555817960.5100.992.10.0880.53759305770.4101.296.00.0520.41325107180.3102.099.30.0270.29777908990.2102.6101.30.0130.206625535100.1102.8102.40.0040.114615225(2) 실험 분석 그래프라. 오리피스(1) 실험 데이터
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