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스테파노 Stefano

24-05-12 00:05

액 높이와 출구 유속등을 무시하고 그리 계산하면 됩니다. 계산결과를 올려주세요.

daesannamj… haha0912

24-05-12 08:36

배관구경에 따른 증기 통과량 표에 따라, 압력 3Kg/cm2g, 배관 25mm에 따라 100kg/hr로 확인되었습니다.
증기 통과량이지, 물 배출에 대한 유량으로 보기에는 애매하지 않는지요?

스테파노 Stefano

24-05-12 22:34

배관구경에 따른 증기 통과량 표라든가, 물 통과량은 관경선정을 위한 유량으로 질문과 관련되 유량을 계산하기 위해 사용되는 목적으로 사용할 수 없습니다. 다구나 물 유량 계산에 증기유량을 적용해서는 안됩니다.

대신 아래의 순서대로 계산해 보도록 하세요.
(1) 물의 온도에서의 밀도와 점도 조사 : 25℃ 물인경우 밀도 ρ= 997 kg/m3, 점도 μ=0.89 cP (=0.00089 Pa-s=0.00089 kg-m-s)
(2) 배출관(1") 내경조사 D=0.02665m, 길이 (L, m)조사, (예: L = 5m 가정) , 탄소강관 가정(표면거칠기=0.045mm)
(3) 압력차 Δp = 3 kgf/cm2 (cf. 1 kgf/cm2 = 98,066.5 Pa =98,066.5 N/m2)
(4) 추정유량 가정 Q_estimated = 20 m3/h
(5) 관내 유속계산 v=Q/(π*D^2/4) = 9.96 m/s,
(6) Reynolds No. 계산 Re = ρ*D*v /μ = 997*0.02665*9.96 /0.00089=297,334
(7) Darcy's Friction Factor f_D = (도표에서 찾기)
(8) 배관 차압계산 Δp_calc = f * (L/D) * ρ * v^2/2 = 2.21 kgf/cm2 <---이값이 3 kgf/cm2 보다 작으므로 (4)과정으로 돌아가 다시계산

위의 (4)~(8)과정을 반복하여 3 kgf/cm2 차압에 충분히 가까워지면 (4)에서 추정한 값이 맞는 유량이 됨

(참고: 필자 계산으로는 23.4 m3/h 정도가 됨. 관길이가 다르다거나 물성값들이 달라지면 다른 결과를 나타냄 )

daesannamj… haha0912

24-05-13 08:42

Darcy's Friction Factor 관련 Re 297,334에 따라 f가 Roughnees (b/d)에 따라 달라지는 것을 확인하였습니다. 어떻게 해석하고, f가 얼마로 판단하면 될련지요?

스테파노 Stefano

24-05-13 19:22

관 재질에 따른 표면거칠기를 적용한 f 을 Friction Chart 에서찾거나 추정 계산수식이용합니다.
탄소강관 가정시 표면거칠기=0.045mm

daesannamj… haha0912

24-05-14 07:35

(8) 배관 차압계산 Δp_calc = f * (L/D) * ρ * v^2/2 = 2.21 kgf/cm2 <---이값이 3 kgf/cm2 보다 작으므로 (4)과정으로 돌아가 다시계산

-> 0.000045m x 5m / 0.02665m x 997kg/m3 x 9.96m/s^2 /2 = 417 가 아닌지요?

스테파노 Stefano

24-05-14 08:55

f값 맞지 않고 계산결과 단위도 없습니다
참고서적에 따라 재계산 바랍니다.

daesannamj… haha0912

24-05-15 17:21

Δp_calc = f * (L/D) * ρ * v^2/2 = 0.045 * 5m / 0.02665m * 997kg/m3 * 9.96m/s * 9.96m/s / 2
= 417,512Pa = 4.25Kg/cm2g 입니다. 맞는지요?

스테파노 Stefano

24-05-16 00:14

(0) 추측컨데.. <표면거칠기=0.045mm>로부터 이를 f=0.045 로 인식하고 잘못 계산한 것으로 보입니다.

(1) Friction Factor를 Graph를 이용하여 Reynolds No.와 ε/D 값으로부터 찾아낼 수 있지만 Colebrook Equation 또는 그밖의 수식들을 이용하여 계산할 수 있습니다. Colebrook Equation은 Trial-and-Error 방법을 사용하고 나머지 수식들은 적용범위내에서 근사적으로 직접계산하는 수식들입니다.

이곳에서 여러수식들을 참고해서 직접 계산해 보세요 ==> https://en.wikipedia.org/wiki/Darcy_friction_factor_formulae

(2) 여러 수식중 Cheng(2008) 수식을 이용하여
Q=20,000 kg/h, D=0.02665 m, μ= 0.89 cP, ρ= 997 kg/m3, ε= 0.045mm = 0.000 045m

이로부터 Re 계산하고 보면 f = 0.0226 (Colebrook Eq. 사용시 0.024) 입니다. 계산해서 Δp_calcr값이 3 kgf/cm2 보다 크면 Q값을 줄이고 작으면 늘이는 방법으로 다시 계산해 보세요. 맞는지 검증도 본인이 직접 해 보세요.