베르누이법칙 실험

첫 번째 표는 각각의 실험에 해당하는 Head들과 그에 따른 Head Loss를 구해 정리한 표이다. 또한 네 개의 그래프는 각각 Total Head왿� position에 따른 처음 Total Head에 대한 Head Loss왿� 위치에 따른 압력 수두왿� 속력의 변화를 나타낸 것이다.
이론상의 베르누이 방정식에 의하면 Total Head 는 항상 일정해야 한다. 하지만 Total Head 그래프를 살펴보면 전체적으로는 position이 원점으로부터 멀어짐에 따라 Total Head값이 작아지는 경향이 있다는 것을 알 수 있다. 이는 열출입이나 마찰에 의해서 에너지가 외부로 손실되었기 때문으로 생각된다. 또한 각각의 구간에서는 증가하는 구간도 보이는 것에서 세 그래프 모두 오차가 크게 있다는 것을 알 수 있는데, 실제 실험상에서는 많은 오차가 생길 수 있다고 생각된다. 오차의 원인을 살펴보면 먼저 viscosity 가 존재하기 때문이다. viscosity 때문에 Total Head가 일정하게 유지 되지 못하고 증가하는 구간이나 감소하는 구간이 생겼다고 생각된다. 기본적으로 Bernoulli’s equation이 성립되기 위해서는 Fluid의 흐름이 Steady Flow이고, Fluid가 Incompressible, Inviscid여야 한다. 이 실험에서는 물이라는 액체를 사용했기 때문에, incompressible이라는 조건은 거의 만족시킨다고 생각할 수 있지만, 물이 관을 통과하면서 관으로부터 받는 shearing stress 때문에, 베르누이 식을 사용할 수 있는 조건이 성립하지 않게 된다. 결국 이러한 요인 때문에 Total Head가 일정하게 유지되지 못하고 감소했다고 생각된다. Total Head가 증가 하게 된 원인을 살피자면, 가장 큰 원인을 Head 측정의 오차에서 찾을 수 있다. 각각의 위치에서 보았을 때 유체는 물기둥을 이루기 위해서 위쪽으로 흐르기도 하고 직진하기도 한다.