[자연과학]실험보고서 - 위어 실험

1. 실험 목적

수로와 물과의 접촉면의 상태에 따른 조도계수나 벽면의 마찰계수, 수로의 하도경사 정도 들으로 완전하게 유체가 이동할 수 없기 때문에 그 보정량 만큼의 양을 유량계수 C로서 보정하게 된다.
weir 의 사용목적은 크게 유량측정, 치수를 위한 수위증가, 분수, 하천유지관리 등이 있으나 본 실험의 목적은 유량측정을 통한 유량 설계를 해본다.

2. 실험기기 및 명칭

크기 : 1,270(W)×720(D)×1,080(H)mm
재질 : FRP, PVC
펌프 : 유량 -4,500 liter/hour (수도 5m일때), 최대양정 8m, 마그네틱 펌프, AC220V, 60Hz, 단상
저수조 : 160liters, 계량수조 : 48 liters, 9.3 liters

3. 실험 방법

1) 정류캡1을 제대로 장착되었는지 확인한 후, 선택한 weir(삼각, 사각웨어)를 상류저류조 하단에 장착한다.

2) 하부 저류조 배수밸브를 열어둔다.

3) 수리실험대의 Control pannel에서 전원스위치를 켜 펌프를 작동시킨다.

4) 실험장치에 유입되는 유랭을 확인한 후 유량 조절배브를 조절하여 유량을 조절한다.

5) 실험유량이 작을 경우 Bypass 밸브를 개방시켜 펌프에 무리가 가지 않도록 한다.

6) 각종 실험장치의 배수된 물이 본 장치의 웨어수조 및 계량수조에 정상적으로 순환되는가를 확인한다.

7) 실험할 유량이 선택되면, 유량측정을 위한 초시계를 준비하고 배수밸브를 닫는다.

8) Control pannel 내의 수주계의 눈금을 읽어 수주의 증가분 및 시간을 기록한다.

9) 동시에 포인트 게이지로 삼각웨어나 사각웨어의 H를 측정한다.

10) 선택된 유량에 대한 실험이 끝나면 배수밸브를 열어 물을 완전히 배수하고, 다음 유량에 설정한 뒤 동일한 실험을 반복한다.(5회)

11) 실험이 끝나면 하류 저류조의 물을 완전히 배수하고, 펌프 전원을 끈다.

12) 관측된 시간당 유량과, 이론식에 의한 유량을 계산하고 비교한다.

4. 실험 기기 선정시 고려 사항

1). 수로(水路)

① 수로는 목재, 철판, PVC판 FRP등을 이용하여 만들며 부식성을 고려하여 내구성이 강한 재질을 선택한다.

② 수로의 크기는 수로의 내부치수로 정하되 폐수량에 따라 적절하게 결정한다.

③ 수로는 바닥면을 수평으로 하며 수위를 읽는데 오차가 생기지 않도록 한다.

④ 수로의 측면과 바닥면은 안측(內側)이 직각으로 접(接)하게, 누수(漏水)가 없도록 하여야 한다.

⑤ 워어 판에 다가오는 흐름을 고르게 하여 수면의 파동이 없게 하기 위하여 위어의 상류에 체(篩, 눈금의 간격 10～20㎜) 철재의 체를 사용하여도 좋다) 혹은 적당한 다공판(多孔板)으로 만든 정류장치를 마련한다. 그 위치는 따로 정한다.

⑥ 워어의 수로는 워어로부터 상류로 향하여 수위측정부분(L1), 정류부분(整流部分) (L2), 유수 도입부분(L3)으로 되어 있으며 정류장치의 다공판은 2매 이상, 될 수 있으면 4매로 하고 정류부분에 같은 간격으로 유수에 직각 또는 수직으로 붙인다.(그림 7)

⑦ 유수의 도입부분은 상류측의 수로가 워어의 수로폭과 깊이보다 클 경우에는 없어도 좋다. 저수량(貯水量)은 될수록 큰 편이 좋다.

2). 워어판

① 워어판의 재표는 3㎜이상의 두께를 갖는 내구성이 강한 철판으로 한다.

② 워어판의 가장자리는 그림 8에 표시하는 것과 같이 워어판의 안측으로부터 약 2㎜의 사이는 워어판의 양측면에 직각인 평면을 이루고, 그것으로부터 바깥쪽으로 향하여 약 45。의 경사면을 이루는 것으로 한다.

③ 워어판 안측의 가장자리는 직선이어야 하며, 그 귀퉁이는 날카롭거나 둥글지 않게 줄로 다듬는다.

④ 워어판의 내면(內面)은 평면이어야 하며, 특히 가장자리로부터 100㎜ 이내는 될수록 매끄럽게 다듬는다.

⑤ 워어판은 유수(流水)의 수압(水壓)에 의하여 바깥쪽으로 굽지 아니하도록 위어판 바깥면의 절단 하부점(직각 3각