직관에 의한 압력 손실 측정

실 습 일	2019 년 월 일 날씨 기온 ℃	평가 결과		총 평
실 습 자		학생	교사
지도교사	(인)

실습 조건

물의 온도(℃)	물의 밀도(g/cm3)	물의 점도(g/cm․s)

직관의 길이, 미터 직경 및 단면적

항목		측정값
길이	L	m
직경	D	m
단면적	A	m2

압력 손실

측정 항목	1회	2회	3회
수두차(h)	m	m	m
로터미터 유량	m3/s	m3/s	m3/s
부피(V)	m3	m3	m3
시간(t)	sec	sec	sec
측정 유량(Q측정)	m3/s	m3/s	m3/s
유속(u)	m/s	m/s	m/s
레이놀즈수(NRE)
패닝 계수(f)
마찰 손실(F)	J/kg	J/kg	J/kg
이론 압력 손실(ΔP)	N/m2	N/m2	N/m2
이론 압력 손실 수두(H)	m	m	m

관련 계산식

평균유속 ([eqn: bar{u}])

[eqn: {bar{u}} `= {Q} over {A}]

레이놀즈수([eqn: N _{Re}])

[eqn: N` _{Re} `=` {D`` {bar{u`}} rho } over {mu }]

패닝 계수(f)

1) 층류

[eqn: f`=` {16} over {N _{Re}}]

2) 난류

[eqn: f`=`0.0791` TIMES N _{Re} pile{{} ^{-0.25}#{} ^{}}]

마찰 손실(F)

[eqn: F``=` {DELTA P} over {rho } ``=`4`․`f`․` {L} over {D} ․ {u ^{2}} over {2} `=` {2`․`f`․`u ^{2}} over {D} (J/kg)]

이론 압력 손실(ΔP)

[eqn: DELTA P``=`F```․`` rho]

이론 압력 손실 수두(H)

계산의 예

실습 조건

물의 온도(℃)	물의 밀도(kg/cm3)	물의 점도(kg/m․s)
10	999.73	0.001308

직관의 길이, 미터 직경 및 단면적

항목		측정값
길이	L	1.48m
직경	D	0.0078m
단면적	A	4.778 ×10-6m2

압력 손실

측정 항목	1회
수두차(h)	0.706 m
로터미터 유량	4 LPM
부피(V)	0.00073 m3
시간(t)	10.13 sec
측정 유량(Q측정)	7.206× 10-5 m3/s
유속(u)	7.206× 10-5 m/s
레이놀즈수(NRE)	8990.23
패닝 계수(f)	8.123× 10-3
마찰 손실(F)	0.715 J/kg
이론 압력 손실(ΔP)	714.81 N/m2
이론 압력 손실 수두(H)	0.72867 m

계산식

유량

Q= [eqn: V over t] = 7.206× 10-5m3/sec

유속

u = Q/A = 7.206× 10-5m3/sec ÷ 4.778× 10-5m3/sec = 1.508m/s

레이놀즈수

[eqn: N _{Re} = {D․ rho ․v} over {mu } = {0.0078m TIMES 1.508m/s TIMES 999.73kg/m ^{3}} over {0.001308kg/m․s} =8990.233]

패닝 계수

f = 0.0791× NRe-0.25 = 0.0791× 8990.233-0.25 = 8.123× 10-3

직관에서의 마찰 손실

[eqn: F```=``4․f․ {L} over {D} ․ {u ^{2}} over {2g _{c}} =4 TIMES 0.008123 TIMES {1.48m} over {0.0078m} TIMES {(1.508m/s) ^{2}} over {2 TIMES 9.8kg․m/kg _{f} ․s ^{2}}]

= 0.715J/kg

압력 손실

[eqn: DELTA p`=`F``․` rho] = 0.715 × 999.73 = 714.81 N/m2

압력 손실두

[eqn: 714.81`N/m ^{2} `` TIMES ` {10,3300mmH _{2} O} over {101,335N/m ^{2}} =72.867mmH _{2} O]