게시판 > 질답게시판 > 공정엔지니어 업무중 hydraulic계산을 했다면

스테파노 Stefano

13-09-17 15:03

역으로 먼저 질문해 보겠습니다. 고민해 보고 답해 보세요.
Head 손실이 2.5m로 계산되었습니다. 어떤일이 예상됩니까? 또 각 판단기준은 무엇입니까?

1) 펌프 배출압력이 부족할 것 같다.
2) 유량이 부족할 것 같다.
3) 배관경이 너무 큰 것 같다.

게슈탈트 oldparao

13-09-23 10:16

head loss가 2.5m 로 계산되었으므로 유체가 라인을 지날때 펌프가 흡입하는 양보다 2.5m만큼 덜 빨리므로
1) 펌프 배출압력이 부족할 것 같으며
2) 유량은 배관단면적에 유체가 흐르는 시간을 말하므로 유량과는 상관이 없을 것 같습니다.
3) 배관경이 작을수록 유속은 빨라지게 되며 유속이 증가할 경우 압력도 상승하기 때문에
헤드손실을 줄이기 위해서 배관경을 줄여야 된다고 생각됩니다.

제가 생각하는게 맞습니까? head loss가 발생된 만큼 배관에서 유체가 흐르는데 방해가 된다는 의미로 알고 있습니다.

hanwonclub… hanwonclub2

13-09-17 16:02

(1)우선 질문자께서 어떤 라인에 대한 hydraulic calculation을 하셨는지 더 많은 정보가 필요합니다. 예를 들어 압축성 유체가 흐르는 라인인지 아니면 비압축성 유체가 흐르는 라인인지, 배관경 (Size)는 어떻게 되는지, 배관을 흐르는 유체의 유량은 어떻게 되는지 등.. 더 많은 정보가 필요합니다. 간단히 그 이유를 말씀드리면 hydraulic calculation이라는 것은 dP/100m 와 유체의 velocity를 알아보기 위해 실행하는 것입니다. 계산을 하기 위해 기본적으로 유체의 기본정보(분자량,밀도,점도,압축인자,Cp/Cv 등)와 배관정보(size , schedule, roughness , fitting류), 유량을 알아야합니다 < f(dP,Q,d)의 함수, dP=delta P, Q=유량 , d = pipe diameter 이므로..) 이렇게 계산된 dP와 velocity는 각 라인의 특성에 따라 허용값이 존재합니다. 그 허용값에 들어오는 적절한 배관을 sizing하기 위해 hydraulic calculation을 실행하는 것입니다.

(2)또한 Pump datasheet를 작성하기 위해서도 계산이 필요합니다. Pump suction line과 discharge line의 hydraulic calculation을 통해 dP값을 구하고 그에 맞는 성능을 가진 pump를 선정합니다. 이러한 업무의 진행을 위해 hydraulic calculation을 진행하는 것입니다.

게슈탈트 oldparao

13-09-23 10:20

우선 감사드립니다.
dp/100m라 함은 배관 100m당 걸리는 압력강하를 나타내는 말이 맞는지요?
일반적으로 수두계산을 하면 m단위가 나오는데 dp/100m라고 하면 압력단위가 나올거 같습니다.
또한 Cp/Cv가 뭔지... 비중을 말씀하시는건지 궁금합니다.

hanwonclub… hanwonclub2

13-09-23 11:29

(1) dp/100m 는 배관에서 100m당 걸리는 압력강하가 맞습니다. Pump datasheet와 같은 경우 Differential pressure(즉, head 값)을 미터 단위로 나타내지만 파이프 라인에서는 주로 dp/100m값을 알아봅니다. dp/100m를 값을 기준으로 파이프 라인의 길이에 따른 전체 압력강하를 계산하게 됩니다. 즉 dp/100 의 단위는 압력강하단위 (kg/cm2)으로 나오게 됩니다.

(2) Cp/Cv는 비중과는 다른 것입니다. 일반적으로 Specific heat ratio라고 하는데 Cp는 정압열용량이라고 부르며 Cv는 정적열용량이라고 부릅니다. Cp 와 같은 경우 일정한 압력하에서 온도변화에 따른 엔탈피의 변화를 나타내는 값이고 Cv는 일정한 부피하에서 온도변화에 따른 내부 에너지의 변화를 나타내는 값이라고 생각하시면 됩니다. 위에서 Cp/Cv값을 언급한 이유는 vapor phase line인 경우 Cp/Cv에 의해 sonic velocity가 결정되기 때문입니다. 유체가 흐르고 채워져있는 배관내에서는 유체의 속도가 sonic velocity를 넘을 수 없기 때문에 hydraulic calculation 후 배관내의 유체의 속도가 sonic velocity를 넘는다면 계산이 잘못되었다고 판단할 수 있는 근거가 될 수 있습니다.

게슈탈트 oldparao

13-09-23 11:49

한원클럽 님 바쁘신와중에도 친절한 답변을 달아주셔서 감사드립니다.

배관에서 100M당 걸리는 압력강하와 관련하여 제가 게시판에 하기와 같은 문제에 대하여 질문을 드린적이 있습니다.

*15도시 물 45m3 /h 유량이 150mm내경을 가지고 있는 commercial steel 배관을
1000m 흐를때 압력손실을 구하라 ( 물의 밀도는 1000kg/m3 , 점도 1.138cp)

이 문제에 대해서 두 선생님께서 답변을 달아주셨는데요
한 분께서는 패닝 식을 적용하여 dp/100m 가 0.0278kg/cm2 라고 구하시고,

다른 분께서는 달시 식을 적용하여 HL=K*(V^2/2g) 로 2.5m를 도출하셨습니다.

여기서 한원클럽선생님께서 생각하실 때 dp/100m 와 m가 같은 것인가요?
<q&a 5139 글 참고>

hanwonclub… hanwonclub2

13-09-23 12:41

우선 fanning 식을 적용하신 분의 dp/100m 값이 0.0278 kg/cm2 이 나왔다면 배관의 길이가 1000m 라고 하셨으니 전체 배관에서의 pressure loss는 0.278 kg/cm2 이 될 것입니다. 그리고 Dracy식을 적용하신 분의 head loss가 2.5m 로 나왔다면 유체가 물이라고 하셨으니 수두는 10m당 1 kg/cm2 에 해당하므로 2.5m에 해당하는 압력강하는 0.25 kg/cm2이 나옵니다. 즉 두 값 (dp/100m 와 head loss)은 같다고 말할 수 있습니다.

게슈탈트 oldparao

13-09-23 13:40

진심으로 감사드립니다.

행복한 한주 되십시오.

hanwonclub… hanwonclub2

13-09-17 16:07

제가 답글을 올리는 도중 일때문에 잠시 자리를 비웠는데 그사이에 스테파노님께서 답글을 올려주셨네요^^;; 스테파노님께서 위와 같은 질문을 왜 하시는지 제 답글과 같이 읽어보시면 도움이 될 것 같습니다. 먼저 고민해보시는 것이 큰 도움이 되리라 생각됩니다.