[응용유체역학] 원주의 유체 저항 측정 실험

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2010.07.13 / 2019.12.24
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목차: 1.실험목적

2.기초개념

3.실험 장치 및 방법

4.실험결과 및 고찰

5.결론

본문내용: 3.실험 장치 및 방법
1)실험장치
다음 그림과 같이 송풍기의 출구의 크기는 높이와 폭이 모두 200mm이며, 유동속도는 송풍기의 회전수를 변화시켜 바꾼다. 원주는 송풍기 출구면에서 28cm정도 떨어진 곳에 설치되며, 축을 중심으로 회전할 수 있도록 되어 있다. 여기서 사용하는 원주의 직경은 20mm이다. 유동의 속도는 피토관을 사용해서 측정한다. 원주표면의 압력 및 후류(wake)의 동압은 디지털 마노미터를 사용하여 측정한다.

<송풍기의 출구 쪽에서 본 실험 장치>

<송풍기 측면> <차압계>

①송풍기(wind tunnel)
<송풍기 구조>
공기가 흐르는 현상이나 공기의 흐름이 물체에 미치는 힘 또는 흐름 속에 있는 물체의 운동 등을 조사하기 위해 인공적으로 공기가 흐르도록 만든 장치이다. 풍동시험은 실물을 사용하여 직접 측정하는 것에 비하여 소형의 모형을 사용할 경우에는 모형을 계통적으로 변화시켜 측정결과를 해석할 수 있으므로 비용이 적게 들고, 쉽고 안전하게 실험할 수 있는 장점이 있다.

②피토관(pito tube)

유체흐름의 총압과 정압의 차이를 측정하고 그것에서 유속을 구하는 장치이다. 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.

<피토관>

2)실험 방법
송풍기를 운전하기 전에 피토관과 원통용 마노미터의 0점을 각각 조절하고 대기 상태에서의 압력 값을 측정

①원주의 압력분포 측정
l1=피토관용 마노미터 측정값, l2=원주용 마노미터 측정값
p=원주에서의 압력, p0=상류 쪽의 균일 유동의 압력
i)인버터를 이용해 송풍기를 회전시킴
ii)피토관을 이용해 상류의 속도를 측정 ->l1
iii)원주면의 l2의 값이 0인 부근에서부터 기점 (흐름이 양방향으로 갈라지는 점)위치를 지나 후방 180도까지 여러 θ값에 대해 (p-p0)를 측정

참고문헌: Fluid mechanics, Cengel & Cimbala, McGraw-Hill, 1st ED
fluid.yonsei.ac.kr, course work - 풍동실험 참고자료(pdf file)
http://cfd.kookmin.ac.kr/myongpdf/fluid-culture/%C8%E5%B8%A78%C0%E5.pdf
http://laum-vld.univ-lemans.fr/principes.htm
http://en.wikipedia.org
http://rpl.snu.ac.kr/research/index.php?mode=research4&act=sub41&PHPSESSID=5f1b2f8246594b0aaca69ba4f65ee105

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