벨마우스와 레이크를 이용한 대용량 유량 계측

Abstract

공력학적 성능을 평가하는 대형 유동 시험장치에서 시험체 입구로 들어가는 유체의 압력, 온도, 유량등은 시험체의 성능 계산에 필수적인 항목이므로, 이 값들을 정확하게 측정하는 것이 중요하다. 본 논문에서는 벨마우스와 레이크를 사용하여 보정 유량 범위가 5 ~ 8 kg/s인 대용량 유량을 계측하는 방법을 연구하였다. 벨마우스는 ISO Standard를 따라 0.5% 정확도를 만족할 수 있도록 설계하였고, 레이크는 등면적으로 배치하도록 설계하였다. 총 9 회의 서로 다른 조건의 시험을 분석한 결과 레이크 레이놀즈 수와 유량값의 비가 1차 함수 관계에 있음을 확인하였고, 이 관계식을 이용하여 레이크의 유량값을 벨마우스의 값을 기준으로 최대 -0.507%, 평균 -0.000274% 오차율로 보정할 수 있었다. For an aerodynamic test facility, it is very important to get the precise measurement data of pressure, temperature and mass flow rate at the upstream to the test article. Hence, a new measurement method using a bellmouth and rakes was studied for the large scale system of which the corrected mass flow is between 5 kg/s and 8 kg/s. The bellmouth was designed by ISO standard for 0.5% accuracy, and the rakes were designed by using the equal area method. From the results of 9 test trials, it is found that the Reynolds number of rakes and the mass flow rate ratio can be simply formulated by an one-dimensional equation. The mass flow rate of rakes was calibrated by this equation. By the result of calibration, The maximum error rate was -0.507%, and the average error rate was -0.000274%.