유량계수 측정

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목차

1. Abstract

2. Introduction
가. 실험 목적
나. 실험 이론

3. Materials & Methods
가. 실험 기구 및 시약
나. 실험 방법

4. Results

5. Discussion

6. Conclusion

7. Reference

 

본문내용일부

1. Abstract
관수로 내부 흐름 측정에 주로 사용되는 Venturi meter, Orifice meter를 이용하여 Bernoulli equation의 응용에 의해 유량 계수를 측정한다. 유량 계수를 측정함을 통해 실험 장치의 이론과 원리를 이해한다.

2. Introduction
가. Venturi meter
Venturi meter는 노즐 및 관 오리피스와 함께 흐름의 단면을 축소시켜 축소 전후의 단면간의 압력 손실을 측정하여 유량을 계산하는데 사용된다. 그림 1-1은 전형적인 Venturi meter를 도식적으로 표시한 것이다. 흐름은 후두부(Throat)로 들어와 단면이 확대되어 관로에 연결된다. 후두부의 단면은 관로의 단면보다 작으므로 유속은 증가하고 압력은 하강하며 압력강하량은 관로를 통한 유량에 직접 관계되므로 관로 단면과 후두 부분의 압력 강하량을 측정함으로써 간접적으로 유속을 측정하게 되는 것이다.

그림 1-1에 표시한 Venturi meter에 물이 흐르고 meter의 입구인 단면1과 후두부 단면2 및 확대부의 주의단면 n에서의 단면적을 각각 A1, A2, A3이라고 하자. 관로를 따른 흐름의 에너지 유실이 없다고 가정하면 Bernoulli 방정식은 다음과 같아진다.

여기서 V1, V2, V3은 각각 단면 1, 2 및 n면에서의 평균 유속이다. 한편 흐름의 연속방정식은 여기서 Q는 유량을 뜻한다.

식 (1-2)의 V1을 V2의 항으로 표시하여 식 (1-1)에 대입한 후 V2에 관해 풀면
따라서 관로를 통한 유량은
실제 유량의 흐름에 있어서는 유체의 점성으로 인한 에너지의 손실이 있을 뿐 아니라 각 단면에서의 유속이 균일분포를 가지지 않으므로 식 (1-4)로 계산되는 유량보다 약간 작은 유량이 계측되는 것이 보통이다. 따라서 식 (1-4)에 유량계수 C를 곱해서 진 유량을 구하게 된다.
Venturi meter의 유량계수 C의 값은 식 (1-5)의 C를 제외한 모든 변량을 실험에서 ......<중 략>

 

참고문헌

박상진 외 3명, 『화공생물공학실험』, 2021-2, P. 31-35 (실험 강의 교재)
Mccabe L. Warren 외 2명, 이화영 외 2명 번역, 『McCabe의 단위조작』, McGraw Hill Education 7판, 2017-1, P. 46-51, 73-77, 189-201
Differencebetween, 『Difference Between Venturi and Orifice』, July 1, 2011 https://www.differencebetween.com/difference-between-venturi-and-vs-orifice/
유량 계수 참고 engineeringtoolbox, https://www.engineeringtoolbox.com/orifice-nozzle-venturi-d_590.html