SMALL 화학공학13 마노미터 원리의 이용, 중력변동 기포 발생속도가 증가하여 상승관 꼭대기 높이보다 커지면, 수증기와 물의 혼합물이 이 관 꼭대기에서 흘러나오게 된다. 기포 발생속도가 더 이상 커지면 상승관 내 수증기와 물 혼합물의 평균 밀도가 아주 낮아져서 압력차가 0이 아니라 플러스 값이 된다.이렇게 되면 중력에 의한 압력 때문에 주전자의 물이 느슨한 덮개 밑으로 들어가게 되어 순환흐름이 생긴다. 즉, 이처럼 덮개 밑으로 밀려들어 간 물은 상승관으로 올라가서 커피가루를 통하여 다시 흘러내려온다. 이러한 흐름에 대해서는 지금까지 사용한 유체정역학의 간단한 식을 적용할 수 없고, 앞서 다룬 방법을 이용하여야 한다. 그러나 여기에서의 설명이 간단하기는 하지만, 어떻게 압력차가 생겨서 유체가 커피 주전자에서 흐르는지를 알 수 있었을 것이다. 간헐천(커피 주전.. 2025. 5. 20. 압력측정, 마노미터 원리의 이용 마노미터는 압력차를 측정하는 기구이므로 절대압력 측정용으로 사용하려면 완전 진공에 대한 상대 압력을 측정하여야 한다. 완전 진공이란 있을 수 없으므로 원리상으로는 이것이 불가능하지만, 오차를 무시할 수 있을 정도로 충분한 진공을 만들 수 있는데 이러한 생각을 사용한 것이 수은 기압계이다. 이 기구는 대기압을 측정하는 실험실에서는 일반적으로 볼 수 있는 것인데 대기압이 바닥에서 컵의 수은에 작용하고, 수은 기둥의 질량이 이에 반대로 작용한다. 이를 계산하면 다음과 같다. PA-PB=pHggh 이 식에서 PB는 액체 수은 상부의증기의 압력이다. 잘 만들어진 마노미터라면 이 압력은 수은의 증기압과 같은데 20도씨에서 0.00001atm 정도이다. 이 값은 1 atm과 비교할 때 아주 작으므로 무시할 수 있따... 2025. 5. 19. 부력, 압력측정 부유 나무토막을 생각하자. 이 토막은 정지 상태에 있어서, 모든 방향에서 작용하는 힘의 합이 0이다. 여기에 작용하는 힘은 중력과 전체 표면에 대한 전체 압력인데, 이 두 힘은 서로 같고 방향이 반대이어야 한다. 부유 또는 침적 물체의 전제 표면에 관하여 적분한 압력의 수직 성분을 부력(buoyant force)이라 한다.압력은 유체와 접촉하는 모든 면의 안쪽 법선 방향으로 작용하며 반면에 수직성분은 이 압력에 압력이 작용하는 방향과 수직 방향이 이루는 각 세타의 코사인 값을 곱해서 얻어지기 때문에 위식에 코사인 세타가 포함된다. 나무토막에 대하여, 코사인 세타는 측면에서 0이고, 바닥에서 -1, 위에서 +1이다.부력은 대체한 두 유체의 무게와 똑같은데, 이것이 Archimedes 원리(Archimede.. 2025. 5. 19. 압력용기와 배관, 부력 비교적 큰 용량의 탱크가 꽤 두꺼운 벽을 요구함을 알 수 있다. 또한 계기압력이 탱크 꼭대기에서는 0으로 떨어지므로 탱크 내부의 압력에 저항하는 정도로 얻어지는 벽면의 두께는 바닥에서 가장 두껍고 상부로 올라갈수록 얇아지는 삼각형 구조를 가짐을 알게 된다. 그러나 현실적으로 탱크 꼭대기에서 두께가 0이 될 수 ㅇ없으므로 미리 만들어진 곡면 강철판을 용접(또는 볼트로 조임)으로 연결하여 제작한다. 이 경우 탱크 바닥에서 상부로 올라갈수록 두께는 얇아진다.이와 같은 형태의 탱크를 실제 설계할 경우에는 식으로부터 계산하여 얻은 두께에 부식허용 정도를 참작하여 결정해야 한다. 실질적으로 내부 압력에 견딜 수 있는 조건에서 계산된 두께는 탱크 바닥에 사용하고 꼭대기에서의 두께는 바람이나 지진 등에 견딜 수 있도록.. 2025. 5. 18. 이전 1 2 3 4 다음