[수리학] 오리피스 실험

2020.07.27 10:24

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수리학 오리피스 실험.hwp

1. 자료설명


● 실험 목적

오리피스 구조를 이해하고, 이로부터 오리피스를 통한 유출과정에서의 에너지손실에 따른 수축계수, 유속계수 및 유량계수를 결정하고, 베르누이 방정식으로부터 유도되는 이론유량과 실제유량과의 관계로부터 평균유량계수를 결정한다.



● 실험 이론

<2.1 오리피스>

유체를 분출시키는 구멍으로, 교출 통로를 말한다. 유량을 측정하기 위해서 관로의 중간에 설치하는 스로틀 기구의 하나로서, 유량-차압의 차 변화 요소이다. 그림에서 보듯이, 관로의 중간에 관로의 단면적보다 작은 구멍이 있는 얇은 판으로 유입 쪽에 예리한 가장자리가 있는 스로틀이다. 유체가 그곳을 흐를 때 그 압력 차가 유량에 의하여 변환하는 것을 이용하는 것이다. 그림에서 보는 것과 같이 구멍이 동심원 형상으로된 동심 오리피스 외에 편심 오리피스, 결원(缺圓) 오리피스가 있다.



본 실험은 물이 실험 장치를 통해 흐를 때, 유량은 이상유체 가정하에서의 값보다 상당히 작아지게 된다. 이와 같은 유량의 감소는 오리피스 수맥의 수축현상으로 인해 에너지의 손실이 발생할 뿐 아니라 유속분포가 균등하지 않기 때문에 일어난다. 이러한 연직 오리피스 즉 수조의 밑에 설치된 예연공을 통해 대기 중으로 물을 방출 할 때 유량의 감소, 수맥의 수축 및 에너지 손실정도를 유량계수를 통해 측정하고 수축계수, 유속계수 및 유량계수를 실측하여 이론값과 비교 검토한 후 토리첼리의 정리 및 베르누이 정리의 합리성을 이해한다. 오리피스를 통한 실제의 흐름은 오리피스의 수맥측정과 같이 에너지의 손실이 있으므로 수축단면에서의 유속는 이론적인 유속 보다 실제로는 작으며 이는 피토관으로 측정되는 전수두로부터 계산 될 수 있다. 오리피스에서의 수압관의 정압수두와 동압수두의 비에 대한 제곱근 즉, 이론유속에 대한 실제유속의 비인 유속계수는 이와 같고, 또한 오리피스를 통해 흐르는 수맥은 오리피스의 지름보다 작아지며, 오리피스의 지름의 1/2되는 점에서 흐름이 즉, 유선이 안정적인 것을 알려졌는데, 이는 수축단면이라 하며 그러므로 실제 유수 단면적은 오리피스 단면적보다 작은데 이를 보정해 주는 것은 수축계수 라 하고 다음과 같이 정의한다.

2. 목차 및 본문내용


1. 실험 목적

2. 실험 이론

2.1 오리피스

2.2 베르누이의 정리

2.3 토리첼리의 정리

2.4 오리피스의 실험에서 베르누이 정리 적용



3. 실험 기구

4. 실험 방법

5. 실험 결과

6. 분석 및 고찰

7. 참고 문헌
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