[유체역학실험]수조오리피스 실험[우수평가자료]

소개글

유체역학 수조오리피스 실험 레포트입니다.

목차

실험 결과 요약
1. 실험 목적
2. 실험 관련 이론
3. 실험장치 및 방법
4. 실험 결과 및 토의
5. 참고문헌

본문내용

1. 실험 목적
동일한 압력하에서 형상이 다른 4개의 동일 직경의 오리피스의 분류높이는 달라진다. 또한, 수조 밑에 오리피스를 설치하면 축류 현상의 영향으로 유출되는 유체의 단면적이 축소된다. 본 실험은 위의 실험에서 수조 오리피스의 부차적 손실의 개념을 파악하고 속도계수, 유량계수와 수축계수를 구한다.

2. 실험 관련 이론

물에 담겨져 있는 큰 수조를 생각하여 보자. 분류는 오리피스에서 밖으로 조금 떨어진 곳에서 최소단면을 갖는 수축부를 가졌다가 다시 확대되는데 이러한 현상을 수축현상 (vena contracta)이라고 하며 이와 같이 대기 중에 분출되는 분류를 자유분사(free jet) 라고 한다. 탱크내 물이 단면 ①에서 흘러 단면 ②로 흐른다고 하면 단면 ①과 ② 사이 에 베르누이 방정식을 다음과 같이 적용할 수 있다.

탱크의 수면높이 h가 변하지 않는다고 하면 수면 ①의 속도 은 단면 ②에서의 속도 에 비하여 매우 작으므로() 이고 단면 ②에서의 압력 는 대기압과 같으므로 0이다. 따라서 오리피스에서의 속도 는 이므로

와 같이 된다. 이 식은 이탈리아의 물리학자인 Torricelli가 처음으로 유도한 식으로서 Torricelli 식이라고 한다. 이 식은 여러 가지 손실을 고려하지 않은 채 베르누이 방정식 으로부터 유도해낸 순수한 이론식이므로 실제유속은 이 값보다 작은 값을 나타낸다. 그러므로 이 계산값을 보정하기 위하여 보정계수를 고려하면 실제유속()은

여기서 를 속도계수(Coefficient of velocity)라 하고 이론적인 속도를 라 하면 이다.

참고 자료

기초 유체역학 김영호 외 3인 건기원 2003년 p110~p115
유체역학 (3ed) Frank M White 喜重堂 1995년 p185~p192