1. 안녕하세요 현재 엔지니어링 회사에 재직중에 있는 엔지니어 입니다. 매번 궁금한게 있을때마다 인터넷 화학공학에서 많이 보고 궁금증을 해결했었는데요, 얼마전 너무 궁금한 사항이생겨서 처음으로 이렇게 질문 드립니다.

 

2. API 520 3.6.1.3 (2000) 에 보면 임계 압력 (Pcf) 관련하여

Under critical flow conditions, the actual pressure at the nozzle exit of the pressure relief device cannot fall
below the critical flow pressure even if a much lower pressure exists downstream.

라고 쓰여있는 부분을 저는 노즐 이후로는 임계압력이상 떨어질 수없기 때문에 배관내에서 흐르는 압축성 유체는 음속을 초과할 수 없다고 알고있었습니다. PSV 나 Flare Header Calculation 시에도 항상 그렇게 이해하고있었구요..  또한 스테파노 님께서도 Ejector의 Nozzle을 지나면서 고압의 유체가 팽창하면 음속에 가깝게 흐를 수 있지만 음속에 가깝게 될 수록  흐름 반대방향으로 유체 입자가 분자 진동에 의해 저항이 크게 증가하기 때문에 음속을 초과하여 흐르지는 못한다는 글도 봤었습니다.

 

3. 그런데 ejector 관련하여 업체의 자료를 검색해 보던중 이러한 글을 발견했습니다.

증기 이젝터의 작동원리는 증기 이젝터의 구동부에 공급된 고압의 증기가 분사노즐에서 증기가 갖고 있는 압력에너지를 속도 에너지로 변환시켜 마하 3~4의 고속으로 분사된다. 이때 흡입실은 고속으로 분사되는 증기에 의하여 매우 낮은 압력으로 형성되고, 흡입실 주위에 있는 공기, 증발가스 또는 배기가스 등은 흡입 배관을 통하여 고속으로 분사된 증기 분류에 흡입된다.
고속으로 분사된 증기와 흡입 유체는 디퓨져 입구에서 구동 증기와의 에너지 전달 및 혼합이 시작되어 디퓨져 목부에서혼합이 완료된다. 초음속 유동의 혼합가스는 디퓨져 출구에서 베르누이의 원리에 따라 배출압력까지 압축되어 외부로 배출된다.

 

4.인터넷 포탈에 초음속 이젝터라고만 쳐도 위의 글은 쉽게 찾을수 있었구요, 여기서 말하는 마하3~4라는건 음속의 3-4배로 유체가 흐른다는 것 같은데 실제로 이것이 가능한 것인지 궁금합니다. 아니면 Pcf 라는것이 critical flow nozzle pressure라고 API 정의 되어있는데 노즐출구에서만 음속을 넘을수 없는것이고 이후로는 음속이상으로 흐르는 것이 가능한 것인가요?? 답변 해 주신다면 정말 감사하겠습니다.