게시판 > 질답게시판 > 진공 관련 질문!!

스테파노 Stefano

15-11-30 18:13

(1) <진공이 걸려 있는 열교환기나 Steam Ejector에서 배관이 아래로 10m이상 높이 차이로 seal drum에 연결되면
진공이 깨져 상압으로 간다고 알고 있습니다.>
==> "...(snip).. 10m이상 높이 차이로 seal drum에 연결되지 않으면.." 의 글쓰기 착오로 보입니다. 이렇게 질문하였다고 보고 답변하겠습니다.

(2) <예를 들어 높이 차이가 15m난다면 위쪽기준으로 약10m까지는 진공이 걸려있고 그 밑으로 5m는 상압이 걸리는 것입니까??>
==> 단순히 높이차이가 있어서 그리되는 것이 아니고 대기압상태의 Seal Drum의 액면 밑으로 잠긴 Pipe(이를 "Seal Leg" 혹은 "Barometric Leg"라고 합니다.)가 액면 위로 15 m 파이프가 설치되어 있고 그 Pipe에 물이 태워져 있으며 그 위에 진공이 걸려있는 열교환기나 응축기 혹은 다른 드럼이 있다고 하면..

Seal Drum의 대기압 쪽 액면에서의 압력은 대기압과 같고, Pipe(="Seal Leg")내부의 액의 위치가 Drum 액면과 같은 곳에서는 대기압과 정확히 일치하는 압력이 걸리고

액이 차있는 Seal Leg를 따라 올라가면서 절대압력이 점점 줄어들어 진공도가 높아지다가 10m 정도 되는 곳에서 절대압력이 가장 낮은 상태가 됩니다. 이곳에서는 액이 존재하고 있기때문에 완전진공을 걸어도 액의 증기압만큼은 살아남습니다. 예를 들어 물의 온도가 30도 정도라고 하면 30 mmHg 정도의 절대압력이 걸리게 됩니다.

10m 정도 이상 위는 수증기로 채워져 있지만 밀도가 물보다 훨씬 낮기 때문에 그 위의 압력은 위치와 상관없이 10m 상부의 압력과 동일하게 유지됩니다.

(3) 진공이 걸린상태에서 응축기에서 응축액이 생기면 응축기의 하부로 흘러내려와 Seal Leg를 타고 흘러내립니다. 액면위는 진공상태이고 액면 아래로 내려갈수록 절대압력이 높은데 어떻게 흘러가는가? 라는 질문인데.. 이는 바로 중력장이 작용되는 정압때문입니다. 용기내에 액을 담아두고 진공을 걸어도 액은 항상 바닥에 고이게 됩니다.

Seal Leg에서의 위치에 따라 정압은 다르지만 중력의 작용으로 하부로 흘러나갈때는 그 유량의 흐름이 형성될 때의 Seal Leg 내에 압력차가 나타나기 때문입니다. 유량이 없으면 각 위치에서 정압만 나타내고 있을 뿐 흐르지는 않습니다.

(4) <진공이 걸려 있는 배관에서 유체가 이송 될 때 배관 단면적을 다 채우고 이송되는 지 ??>
진공이 걸려있되 액의 증기압이 걸린 진공도보다 높지 않으면 액은 증발하지 않고 가득찬 상태로 흘러갑니다.

(5) <..Seal Leg에 핀홀이 발생하면 Vapor가 유입되어 진공이 깨진다고...(snip)... Seal Drum은 상압이고 Steam Ejector는 진공인데 무슨 원리로 Vapor가 Steam Ejector까지 유입되는지...>
==>Seal Leg에 Pinhole이 발생하면 Seal Leg 내부가 (대기압보다 낮은) 진공상태이기 때문에 물이 밖으로 나오는 대신 대기압상태의 공기가 Seal Leg 안으로 빨려들어갑니다. 이로 인하여 진공도는 크게 떨어집니다. 진공도가 떨어지면 Seal Leg에 채워져있는 물의 높이도 줄어듧니다.

빨려들어간 공기는 Steam Ejector에 의해 배출되는데 배출해야할 유량이 늘게되어 진공도가 떨어집니다.

(6) Steam Ejector의 경우 Seal Leg는 Surface Condenser 하부, Direct Contact Condenser 하부 등으로부터 액들을 배출해야 하기때문에 각각의 Seal Leg가 필요합니다. 아래의 도면을 참고하세요.

http://www.vacuum-guide.com/english/equipment/hw-jets.htm

(2) <예를 들어 높이 차이가 15m난다면 위쪽기준으로 약10m까지는 진공이 걸려있고 그 밑으로 5m는 상압이 걸리는 것입니까??>
==> 단순히 높이차이가 있어서 그리되는 것이 아니고 대기압상태의 Seal Drum의 액면 밑으로 잠긴 Pipe(이를 "Seal Leg" 혹은 "Barometric Leg"라고 합니다.)가 액면 위로 15 m 파이프가 설치되어 있고 그 Pipe에 물이 태워져 있으며 그 위에 진공이 걸려있는 열교환기나 응축기 혹은 다른 드럼이 있다고 하면..

Seal Drum의 대기압 쪽 액면에서의 압력은 대기압과 같고,  Pipe(="Seal Leg")내부의 액의 위치가 Drum 액면과 같은 곳에서는 대기압과 정확히 일치하는 압력이 걸리고

액이 차있는 Seal Leg를 따라 올라가면서 절대압력이 점점 줄어들어 진공도가 높아지다가 10m 정도 되는 곳에서 절대압력이 가장 낮은 상태가 됩니다.  이곳에서는 액이 존재하고 있기때문에 완전진공을 걸어도 액의 증기압만큼은 살아남습니다.   예를 들어 물의 온도가 30도 정도라고 하면  30 mmHg 정도의 절대압력이 걸리게 됩니다.

10m 정도 이상 위는 수증기로 채워져 있지만 밀도가 물보다 훨씬 낮기 때문에 그 위의 압력은 위치와 상관없이 10m 상부의 압력과 동일하게 유지됩니다. 
 
(3) 진공이 걸린상태에서 응축기에서 응축액이 생기면 응축기의 하부로 흘러내려와 Seal Leg를 타고 흘러내립니다. 액면위는 진공상태이고 액면 아래로 내려갈수록 절대압력이 높은데 어떻게 흘러가는가? 라는 질문인데..  이는 바로 중력장이 작용되는 정압때문입니다.   용기내에 액을 담아두고 진공을 걸어도 액은 항상 바닥에 고이게 됩니다.

Seal Leg에서의 위치에 따라 정압은 다르지만 중력의 작용으로 하부로 흘러나갈때는 그 유량의 흐름이 형성될 때의 Seal Leg 내에 압력차가 나타나기 때문입니다.  유량이 없으면 각 위치에서 정압만 나타내고 있을 뿐 흐르지는 않습니다.

(4) <진공이 걸려 있는 배관에서 유체가 이송 될 때 배관 단면적을 다 채우고 이송되는 지 ??>
진공이 걸려있되 액의 증기압이 걸린 진공도보다 높지 않으면 액은 증발하지 않고 가득찬 상태로 흘러갑니다.

(5) <..Seal Leg에 핀홀이 발생하면 Vapor가 유입되어 진공이 깨진다고...(snip)... Seal Drum은 상압이고 Steam Ejector는 진공인데 무슨 원리로 Vapor가 Steam Ejector까지 유입되는지...>
==>Seal Leg에 Pinhole이 발생하면 Seal Leg 내부가 (대기압보다 낮은) 진공상태이기 때문에 물이 밖으로 나오는 대신 대기압상태의 공기가 Seal Leg 안으로 빨려들어갑니다.  이로 인하여 진공도는 크게 떨어집니다.  진공도가 떨어지면 Seal Leg에 채워져있는 물의 높이도 줄어듧니다.

빨려들어간 공기는 Steam Ejector에 의해 배출되는데 배출해야할 유량이 늘게되어 진공도가 떨어집니다.

(6) Steam Ejector의 경우 Seal Leg는 Surface Condenser 하부,  Direct Contact Condenser 하부 등으로부터 액들을 배출해야 하기때문에  각각의 Seal Leg가 필요합니다.  아래의 도면을 참고하세요.

http://www.vacuum-guide.com/english/equipment/hw-jets.htm