[기계항공공학실험] 압력실험
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- 목차
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0. 본 실험의 실험장비 및 실험구성
1) 실험개요
2) 실험 의의 및 방법
3) 실험장비 구성
4) 주요 실험장비 설명
1. 본 실험에서 레이놀즈 수 (Reynolds number)를 구하시오.
1) 실험 조건
2. NACA0012 익형의 형상과 압력탭의 좌표값
3. 받음각에 대한 익형의 압력값을 측정하고 0도를 기준으로 데이터를 보정하시오
1) 실험조건
2) 계산 및 보정 과정
3) 계산 결과
4. 3에서 얻어진 데이터를 통해 받음각에 대한 압력계수를 구하고 플롯하시오.
1) 받음각에 따른 자유류 속도 및 공기의 밀도, 각 지점별
2) 받음각이 0도일 때 : 자유류 속도 ⇨ 17.5612219 m/s
3) 받음각이 8도일 때 : 자유류 속도 ⇨ 17.0928383 m/s
4) 받음각이 -10도일 때 : 자유류 속도 16.611253 m/s
5. 받음각에 대한 후류속도값을 측정하고, 0도를 기준으로 데이터를 보정하시오.
1) 문제 해결에 대한 고찰
2) 받음각에 변화에 따른 높이와 후류 속도 보정값 plot
6. 4, 5에서 구한 데이터를 이용하여 양력, 항력, 양력계수, 항력계수를 계산하시오.
- 본문내용
-
4) 주요 실험장비 설명
① 2차원 에어포일 실험모델
Model : NACA 0012
Chord length : 110(mm)
압력 측정 탭 : 윗면과 아랫면에 각각 11개,
앞전에 1개 (총 23개)
② 마노미터(manometer) 네이버 백과사전 ‘마노미터’, http://100.naver.com/100.nhn?docid=219116
압력에 의해 밀려 올라간 액체 기둥의 높이를 측정하여 그에 상응하는 압력을 측정하는 장치이다. 기준 압력과 재고자 하는 압력의 차이를 측정한다. U자관 마노미터는 U자 모양으로 구부린 원관 내에 밀도를 알고 있는 액체를 넣어 한끝은 기준 압력(보통 대기압)에 노출시키고 한끝은 측정하고자 하는 압력원에 연결시켜서 압력차에 의하여 밀려올라간 의 높이를 측정하여 압력으로 환산한다. 이때 액체 기둥의 높이 차이를 ∆h 라 하고 기준압력을 Pa, 측정하려는 압력을 P1, 액체의 밀도를 ρ, 중력가속도를 g라 할 경우, P1= Pa + ρg∆h의 식에 의하여 압력이 계산된다. U자관 대신 한 개의 유리 기둥을 액체가 담겨 있는 용기에 세워 놓은 웰(well)형 마노미터는, 용기에 작용하는 압력의 크기에 따라 유리기둥 내의 액체의 높이가 달라지는 것을 이용하여 압력을 측정하는 장치이다. U자관과 달리 높이 차이를 읽을 필요가 없이 한 개의 액체 기둥의 높이만을 읽으면 되므로 편리하다. 또 작은 압력도 쉽게 측정하기 위하여 유리 기둥 중 한 개를 비스듬히 세워 놓아 작은 압력 변화에도 액체 기둥의 길이가 많이 변하도록 한 경사 마노미터(inclined manometer)가 있다.
3) 피토튜브 네이버 백과사전 ‘피토 관(Pitot tube)' http://100.naver.com/100.nhn?docid=219116
유속 측정 장치의 하나. 유체 흐름의 총압과 정압의 차이를 측정하고 그것에서 유속을 구하는 장치이다. 1728년 프랑스의 H.피토가 발명하였다. 옆의 그림과 같이 끝부분의 정면과 측면에 구멍을 뚫은 관을 말한다. 이것을 유체의 흐름에 따라 놓으면 정면에 뚫은 구멍 A에는 유체의 정압과 동압을 더한 총압이, 측면 구멍에는 정압이 걸리므로 양쪽의 압력차를 측정함으로써 베르누이의 정리에 따라 흐름의 속도가 구해진다. 풍속의 측정, 항공기 ·선박 등의 속도계 (대기속도계 ·유압식 측정기) 에 이용되고, 유속의 측정을 바탕으로 흐름의 양을 재는 유량계에도 사용된다.
1. 본 실험에서 레이놀즈 수 (Reynolds number)를 구하시오.
1) 실험 조건
본 실험의 목표는 각각의 받음각(Angle of Attack, 이하 AOA) 또는 Re 값에 따라서 Airfoil에 작용하는 압력의 분포를 마노메타를 통해서 시각적으로 확인, 측정하여 Airfoil에 작용하는 힘의 합력 및 계수를 구하는 것이다. AOA는 실험 전에 ① 8도, ② 0도, ③ -10도 세가지 조건을 가정했으므로, 실험 조건에 따른 Re값을 구하는 작업이 선행되어야 한다.
① 실험실 환경 (온도, 습도, 압력) 해당 실험 시간에 측정한 온도, 압력, 습도를 실험 조교가 측정한 값을 참고했다.
구 분
1조
2조
3조
4조
5조
6조
7조
8조
온도
(℃)
18.7
19.5
20.1
19.6
19.3
18.9
21.3
21.6
습도
(%)
41.2
45.2
47.9
43.0
45.6
42.3
40.5
49.1
압력
(mmHg)
760.09
769.06
761.81
763.06
775.06
766.81
766.31
772.81
< 표 실험 조건 중 실험실의 온도, 습도, 압력 >
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