해피레포트 - [공학실험보고서] 교축 유량계를 이용한 유량 측정

카테고리 : 레포트 > 공학,기술계열 파일이름 :[공학실험보고서] 교축 유량계를 이용.hwp 문서분량 : 13 page 등록인 : leewk2547 문서뷰어 : 한글뷰어프로그램 등록/수정일 : 13.11.29 / 13.11.29 구매평가 : 다운로드수 : 1 판매가격 : 2,000 원

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보고서설명
유체 유동의 유량을 측정하는 방법에는 여러 가지가 있다. 유동 관로 내부에 유동 방해물을 설치하고 이 방해물 전후방에서 나타나는 압력차를 측정하고 이를 이용하여 유량을 얻어내는 교축유량계(obstruction devices)가 제작 및 설치가 용이하여 가장 널리 사용되고 있다. 본 실험에서는 오리피스, 벤츄리 관 등 다양한 유동 방해물을 사용하여 관로 내부의 유량을 측정하고, 이를 관로 출구에서 피토관을 이용하여 측정된 출구 속도 분포에서 계산되어진 유량 값과 비교 관찰하는데 목적이 있다.

본문일부/목차
유동의 속도가 증가하자 오차가 늘어났다는 것을 알 수 있는데, 여러 번 실험을 통한 확신은 아니지만 이는 속도가 커지면서 수두손실이 커지므로 유량측정에 대하여 정밀도가 떨어진다고 추정해 볼 수 있다. 그리고 측정간의 기준위치 간격을 1.5~2mm로 했는데 이 간격이 좁을수록 데이터가 많아지고 적분값도 더 정확해지므로 따라서 더 정밀하게 유량을 측정할 수 있다. 그리고 데이터 표에서 중심에서의 속도가 가장 빠른 것을 알 수 있는데 그 이유는 관에서 난류는 중심에서 속도가 가장 크게 나오기 때문이며, 벽에서 속도가 0 인 이유는 no slip이라 가정함을 유체역학 응용에서 공부하였다. 그리고 피토관에서 측정한 유량과 비교했을 때, 벤츄리에서의 오차보다 유동노즐에서의 오차가 더 큰 것을 알 수 있는데 그 이유는 벤츄리관은 목 하류인 원추형 디퓨저에서 압력회복이 아주 잘되므로 수두손실이 낮고, 유동노즐에서는 완만한 확대부가 없기 때문에 회복성 손실이 더 많이 일어났기 때문이라 볼 수 있다. 실험의 이론적인 내용 이외에도 유량을 구하기 위해 구분구적법 말고 curve fitting을 이용하는 방법을 실험1에서 해보았다. 데이터들 간의 V를 r의 함수로 나타내고 이를 이용하여 적분을 계산하여도 피토관에서의 유량을 알 수 있었다. 또한 curve fitting 하여 함수를 추정할 때, 위의 그래프에서는 다항식의 차수를 4차,5차로 계산하였는데 이는 4차일 때 유량값이 대략 적절했으며 5차부터 오차가 커지기 시작했다. 위의 그래프에서 B5~B1,intercept는 각각 최고차항부터 상수항까지의 계수이다. 원래 차수를 높이면 더 정밀해지는 것으로 알고 있지만 위의 결과를 보았을 때, 벤츄리와 유동노즐에서 구한 유량과의 오차가 커지는 것으로 보아 overfitting했음을 알 수 있었고 이는 수치해석에서 공부하였다. 비록 오차가 더 크게 나왔고 구분구적법보다 부정확한 방법이지만 대략적으로 유량을 구하는 다른 공학적인 방법도 사용해 볼 수 있었다.

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