원통형 압력용기 설계 및 실험

소개글

공학실험

목차

■ 목 적
■ 배경이론
■ 공학실험
■ 실험계산 및 결과
■ 분석 및 고찰
■ 실험 후 소감

본문내용

원통형 (Cylinder) 압력용기 설계 및 실험
■ 목 적
본 실험에서는 두 개의 스트레인 게이지(원주방향, 길이방향)를 사용하여 원통형 음료수 캔 내부의 압력을 측정한다. 스트레인 게이지의 원리와 사용방법을 숙지하고, 스트레인 게이지를 사용하여 측정된 결과로 원통형 음료수 캔의 내부 압력을 알아본다. 용기의 재료와 내부 압력을 고려하여 음료수 캔의 설계 타당성을 알아본다.
▷ 원통형 압력용기 설계를 위한 실험
높은 압력의 유체를 저장하는 용기를 압력 용기라 하고, 원통형 용기에서 원 통의 몸체 부분을 동판, 양 끝의 뚜껑에 해당하는 부분을 경판이라 한다.
※ 압력 용기의 설계 조건은 다음과 같다.
① 압력의 급격한 변화와 주기적 변화에 견딜 수 있을 것.
② 온도의 변화에 따른 재료의 강도를 고려할 것.
③ 마멸 및 부식에 대한 대책을 고려할 것.
④ 재료가 균일하고, 탄성 한계가 높으며, 강인하고,가벼울 것.
▷ 원통형 음료 캔의 가압 상태에 대한 설계 타당성 검증
▷ Can의 내부 압력을 알기 위하여 Can의 스트레인의 측정
▷ 스트레인 게이지의 이해
▷ 스트레인 게이지를 이용한 스트레인의 측정
▷ 실험에서 측정한 스트레인을 이용하여 응력과 압력의 계산
■ 배경이론
▲ 원통형의 압력용기
끝이 닫혀 있고 내적 압력 p를 가진 얇은 벽의 둥근 원통형의 탱크를 생각해 보자.
이 요소의 측면 위에 작용하는 수직응력 과 는 주응력이다. 이 응력방향 때문에 응력 는 원주응력(circumferential stress) 또는 둥근테응력(hoop stress)이라고 하고 마찬가지로 응력 는 길이방향응력(longitudinal stress) 또는 축방향 응력(axial stress)이라고 부른다. 자유물체도를 사용함으로써 평형으로부터 다음을 계산 할 수 있다.
원주응력 는
(1)
길이방향 응력 는
(2)
식(1)과 (2)를 비교하면 임을 알 수 있다. 따라서 원통형 쉘 속의 원주응력은 길이방향 응력의 두 배이다.
쉘의 바깥

참고 자료

없음