[화학공학] 유체마찰손실
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- 목차
-
목 차
1. Subject
2. Date
3. Object
4. Principle
1) 완전 발달된 유동에서의 힘의 평형
2) 단면의 급격한 확대로 인한 마찰 손실
3) 단면의 급격한 축소로 인한 마찰 손실
4) 관 이음쇠와 밸브의 영향
5) 유량측정장치에 의한 마찰손실
6) Fanning’s equation
7) Bernoulli’s Equation
5. Procedure
- Reagent and apparatus
6. Result
1. Ventury meter
2. Orfice meter
3. 급확대관
4. 급축소관
5. 90˚ L-bow
6. Discussion
7. Reference
- 본문내용
-
단면의 급격한 확대로 인한 마찰 손실
유로의 단면이 갑자기 커지면 흐름이 벽에서 분리되어 제트(jet)처럼 확대 단면 속으로 분출된다. 이 제트는 팽창하여 큰 유로 단면 전체에 퍼진다. 팽창 제트와 유로 벽 사이의 공간에는 경계층 분리의 특성인 와류 운동을 하는 유체가 차므로, 이 공간에서는 상당한 마찰이 발생한다.
단면의 급격한 확대로 인한 마찰 손실 hfe는 작은 유로에서의 속도두에 비례하며, 다음 식으로 나타낼 수 있다.
h_fe=K_e (〖V_a〗^2 ) ̅/2
K_e : 확대 손실 계수
(V_a ) ̅ : 작은 유로에서의 평균 유속
이 경우에는 K_e를 이론적으로 계산하여 만족할 만한 결과를 얻을 수 있다.
K_e=〖(1-S_a/S_b )〗^2
단면의 급격한 축소로 인한 마찰 손실
급격한 축소로 인한 마찰 손실은 작은 유로의 속도에 비례하며, 다음 식으로 구할 수 있다.
h_fc=K_c (〖V_b〗^2 ) ̅/2
K_c : 축소 손실 계수
(V_b ) ̅ : 작은 단면(하류)에서의 평균 유속
실험에 의하면, 층류일 때는 K_c < 0.1로서 h_fc 를 무시할 수 있다. 난류 일 때는 K_c를 실험식으로 나타내면,
K_c=〖0.4 (1-S_b/S_a )〗^2
관 이음쇠와 밸브의 영향
이음쇠와 밸브는 정상 유선을 교란시키므로 마찰의 원인이 된다. 짧은 관에 이음쇠가 많으면, 곧은 관에 비해 마찰 손실이 아주 커진다. 이음쇠로 인한 마찰 손실 h_ff는 다음 식으로 구할 수 있다.
h_ff=K_f (〖V_a〗^2 ) ̅/2
K_f : 이음쇠로 인한 손실 계수
(V_a ) ̅ : 이음쇠 상류에서의 평균 유속
K_f 는 실험에 의해 구할 수 있는데, 이음쇠의 종류에 따라 다르다.
유량측정장치에 의한 마찰손실
유량측정장치는 그 구조적 특성 때문에 장치 내부에서 상당한 와류가 발생되어 압력손실이 생기게 된다.
Orifice meter
유로가 갑자기 축소되거나 욱(weir)
- 참고문헌
-
7. Reference
유체역학/Robert W. Fox외 1명/사이텍미디어/2000/p29~31
유체역학/이명호 외 3명/보성각/2004/p172~174
유체역학/민용기 외 2명/학연사/2007/p269~273
유체역학/승삼선 외 3명/인터비젼/2006/p125,128~129
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