유체역학 노즐 설계 월드컵경기장 최적비용 노즐 설계

목차

Ⅰ. 설계 목표

Ⅱ. 문제 해결
1. 문제 인식
2. 관련 이론
3. 상황 설정

Ⅲ. 결론 및 토의

본문내용

Ⅰ. 설계 목표
a) 수업시간에 배운 유체와 관련된 이론을 공업 현장에서 바로 쓸 수 있도록 적용시켜 본다.
b) 팀 프로젝트를 통해 문제 해결 능력은 물론 팀원 간의 팀워크도 길러본다.

Ⅱ. 문제 해결
1. 문제 인식
- 직경이 7cm인 관의 끝에 노즐을 설치하고자 한다. 노즐의 출구로부터 30cm 떨어진 판에 수직으로 액체를 분사한다. 액체의 종류와 유량, 노즐 직경 및 노즐 경사부의 길이에 따라 판에 가해지는 압력을 계산하여 최적의 노즐을 설계하시오.

2. 관련 이론
1)노즐
-액체 또는 기체를 고속으로 자유공간에 분출시키기 위해 유로 끝에 다는 관으로 유체의 압력에너지를 속도를 증가시키는 데 사용된다. 이번 설계에서 사용한 노즐은 분사노즐로 노즐은 출구단면적에 따라 수축노즐과 발산노즐로 나뉘게 된다. 분사 노즐은 일반적으로 액체와 공기를 혼합하여 분사 할 수 있도록 하는 노즐을 말하는데, 우리주변에 흔히 있는 스프레이들이 여기에 속하게 된다. 공기를 일정한 압력을 가해서 흐르게 하고 흐르는 중간에 액체와 연결된 통로를 설치하면, 액체는 공기의 유속에 따라 빨려 올라가서 공기와 혼합됩니다. 이때 공기가 흐르는 끝의 구경을 급격히 줄여 주거나 각도를 주게 되면, 공기와 액체가 섞인 것이 분사되게 됩니다. 노즐의 각도나 구경은 액체의 양과 공기의 흐르는 속도에 관계된다.

2. Continuity
1) 비압축성유체가 단위시간동안 유관의 단면을 지나가는 양은 일정하 다.

2) 질량보존법칙
△V=A1u1=A2u2

3) 유량
Q=A1V1=A2V2

3. Bernoulli
가정) 정상상태, 비압축성, stremline을 따르는 비점성유동.
1) 에너지 보존 법칙
P + ρV²/ 2 + ρgZ = const
유선을 따라 운동하는 유체입자가 가지는 에너지의 총합은 유선상 의 임의의 점에서 항상 일정, 불변한다. 수두로 나타낸 방정식의 각 항은 단위가 [m]이다. 이는 [N·m/N]=[J/N]이 된다. 즉, 각 항은 단위중량당의 유체가 가지는 에너지를 나타내고 있다.

참고 자료

유체역학, WILEY 교보문고, p574-580
소방 유체역학, 최영상, 박종탁, 정남수 공저
www.dicer.org 디지털 환경연구소
유공압공학 Anthony Esposito 사이텍미디어
www.kepco.co.kr 한국 전력 공사
단위조작 7th, Mc. Graw Hill