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베르누이실험 정리

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by

jinback kim

on 14 April 2015

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Transcript of 베르누이실험 정리

베르누이실험 정리
실험목적
유체가 갖는 에너지는 압력에너지, 속도에너지, 위치에너지로 대별되며, 관로를
유동할 때 손실이 발생한다. 이러한 에너지를 수두의 값으로 측정하여 관로유동의
손실에너지와 위에서 열거한 에너지와의 관계를 이해하는데 목적을 둔다.
실험방법
베르누이정리 실험 방법
(1) 하부수조에 물을 3/4정도로 채운다.
(2) 상부의 입구수조 및 출구수조의 아래쪽에 있는 물빼기 밸브를 모두 잠근다.
(3) 입구수조로 유입하는 밸브와 출구수조로부터 유출하는 밸브를 적당히 열어
둔다.
(4) 펌프가동 스위치를 ON시킨다.
(5) 입구수조의 액주높이와 출구수조의 액주높이가 설정한 높이가 되어 변동되
지 않도록 입구수조의 밸브와 출구수조의 밸브를 적당히 조절하여 유량을 조절
한다.
(6) 액주계의 수주 높이가 변동되지 않는 정상상태에 도달 할 때까지 기다린다.
(7) 각 액주의 수주를 측정한다(정압수두).
(8) 출구수조에서 유출하는 호스로부터 매스실린더를 이용하여 물의 양과 소요
되는 시간을 측정한다.(스톱워치 사용) → 유량측정 과정
(9) 유량을 변경하여 위와 같은 실험을 반복한다. (3회)
(10) 실험결과의 기록표에는 각 수조의 수주, 액주계의 수주, 매스실린더에 물을
채우는데 소요되는 시간 및 수온을 기록한다.
(11) 실험이 종료되면 입구수조 및 출구수조의 물빼기 밸브를 열어 물을 하부수
조로 배수시킨다.
(12) 펌프 스위치를 OFF시킨다.
(13) 하부수조의 배수밸브를 열어 배수시킨다.
베르누이 방정식의 실생활 예
실험 결과 및 고찰
베르누이 실험이란?
점성과 압축성이 없는
이상적인 유체
가 규칙적으로 흐르는 경우에 대해 속력과 압력, 높이의 관계에 대한 법칙.
유체의 위치에너지와 운동에너지의 합이 일정
하다는 법칙에서 유도한다.
굵기가 변하는 관에 유체를 흐르게 하고 굵기가 다른 부분의 아래로 가는 유리관을 연결, 가는 유리관 속에서의 물의 높이를 관찰하면 굵은 쪽에 연결된 물기둥은 그 높이가 낮아지고, 가는 쪽에 연결된 물기둥은 높이가 높아 지게 된다. 같은 높이에서 유체가 흐르는 경우 유체의 속력은 좁은 통로를 흐를 때 증가하고 넓은 통로를 흐를 때 감소하게 된다.
베르누이의 정리에 따르면
유체의 속력과 내부압력은 반비례
한다. 압력이 높아지면 유리관 속의 물기둥을 더 세게 누르므로 물기둥의 높이가 낮아지고, 압력이 낮아지면 유리관 속의 물기둥을 약하게 누르므로 물기둥의 높이는 높아지는 원리.
베르누이 정리 방정식
비행기가 뜨는 이유는?
비행기가 위로 솟아오르는 이유는 비행기의 날개 때문입니다. 비행기 날개의 모습을 보면 날개 위쪽은 둥글고 아래 쪽은 평평한데 위쪽 날개 처럼 바깥쪽으로 굽어 흐르는 공기는 일종의 원심력을 받습니다. 그래서 공기가 날개 윗면에 붙지 못하고 바깥쪽으로 밀려나려는 경향이 생깁니다. 압력이란 공기가 날개 면을 누르는 힘인데, 공기가 휘어 흐르다보니 원심력에 의해 공기가 윗면을 누르는 힘이 약해집니다. 그러면 위에 말씀드린 베르누이가 찾아낸 원리대로, 압력이 약해진 곳은 공기가 더 빨라집니다. 그래서 날개 윗면의 굽은 곳이 속도가 더 빨라집니다. 이때 압력 차이로 생기는 힘을 양력이라하고 이 양력의 힘으로 비행기는 뜨게 됩니다.
커브볼의 원리는?
야구 시합에서 투수들은 커브볼을 구사합니다.
이 회전하는 공 주위에는 유체의 압력차가 발생하는데 회전없는 공의 경우 양쪽의 유선(유체가 흐르는 경로를 상징적으로 나타낸 선)분포는 서로 같아서 공은 직진하게 됩니다.이때 공에 회전을 주면 유선이 한쪽으로 몰려서 공은 힘을 받아 휘게 됩니다.그림의 커브 공을 보면 공의 윗부분은 공의 회전방향과 공기의 방향이 같고 밑부분은 공의 회전방향과 공기의 방향이 서로 반대가 되므로 윗부분의 속도가 밑부분의 속도보다 크므로 베르누이의 정리에 따라 윗쪽이 압력이 낮아지고 밑부분이 압력이 낮아지므로 양력이 발생하게 됩니다.
와류현상이란?
유체의 회전운동,속도변화, 관의 크기변화 등에 의하여 주류와 반대방향으로 소용돌이치는 흐름. 강하게 회전하면서 흐르는 유체의 형태를 소용돌이 혹은 와류라 부른다. 흔히 수로의 불규칙성, 장애물 등으로 인하여 발생된다.
참고문헌
실험목적 및 실험방법: LMS 유체역학 강의 자료실(김일겸 교수님)
베르누이 실험 정의:http://terms.naver.com/entry.nhn?docId=1101240&cid=40942&categoryId=32231
베르누이 정리 방정식:http://kin.naver.com/qna/detail.nhn?d1id=11&dirId=1114&docId=200226153&qb=67Kg66W064i실생활 예:http:/blog.naver.comchallenger48/220211208805
와류현상:http://terms.naver.com/entry.nhn?docId=381841&cid=50328&categoryId=50328
(2조 멤버 권순일 권기태 김헌우 노하람 최진호 최진헌 도움)
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