게시판 > 질답게시판 > 압력과 유량과의 관계

화공맨 화공맨

39-08-02 00:00

압력은 유량으로 환산이 안됩니다.
오리피스 유량계는 차압식유량계로서 △P만을 가지고
논해야 합니다.
유량계 운용시 설치되는 계기가 많아지므로 압력
control만 하시는 것도 좋은 방법입니다.
또한 유량계 설치시 얼마의 차압을 갖는 유량계를
설치하는게 좋으냐는 내용에서 통상 transmitter는
Small(0~700), Middium(700~3500), Large(3500~21000) 뭐 이런식으로 어떤 영역을 가지고
제조가 됩니다. 즉, 제조사에서 transmitter의 차압
영역이 있다는 것이죠, 계전에서 일하시는 분들이
잘 알고 있을 것입니다.
오리피스 유량계 설치시 중요한 것은
1. 오리피스 전단의 직관길이
2. 적절한 △P
3. 적절란 오리피스 직경/배관직경 입니다.

박수원 박수원

39-08-02 00:00

감사합니다..
많은 도움이 되었습니다..
좀더 자세히 알아본후에 결정할 문제인것 같네요..
다시 한번 감사드립니다.

박수원 박수원

39-08-02 00:00

감사합니다.
유량계를 설치하려하는 이유는 사용처의 압력을 유지함이(Backup측은 regulator로 압력을 고정set함) 아니고 N2 supply system의 용량을 초과하지않기위함입니다.(초과할경우 N2가스의 순도가 안나옴)
다시말해서 유량컨트롤은 N2 system의 일정압력을 유지하면서 용량을 초과하지않고 운전하기위함이지요.
제생각엔 같은조건에서는 유량컨트롤해서 400Nm3/hr를 유지할때와 압력컨트롤해서 400Nm3/hr을 유지할때가 Backup gas의 소모량은 같아야 되지 않냐는 것입니다. DP게이지로 유량을 환산해서 압력을 유지시킼(압력컨트롤할경우) 그런데 사용처의 가스사용량이 일정치가 않아서인지 아니면 유량과 압력과의 차이에서인지 이상하게 압력으로 컨트롤하면서부터 Backup gas의 소모량이 많아진것입니다.
유량컨트롤하면서 밸브의 움직임으로 어느정도의 압력을 보상해줘서 backup gas 소모량이 적은건지?
현재는 PIC가 설치되어 있지않고 N2 system 후단 매뉴얼밸브로 고정해서 열어놓았음(N2 system minimum press. 7kg/cm2 이때를 400Nm3/hr로 예상함 - DP Gauge환산값)
제가 뭔가 이해를 못하고 있는건가요?

Stefano Stefano

39-08-02 00:00

앞서 화공맨님의 자상한 설명이 있었으므로 참고하면 되겠지만 일부 질문 내용에 답변이 안된 것 만을 추가로 답변합니다.

(1) Back-up용 N2 Line이 연결되어 공급될 경우 압력과 유량과의 관계.
-정해진 배관에서의 압력손실은 Fanning(혹은 Darcy) Equation에 의해 유량이 정해지는데 △Ps/ρ=4f (L/D)*u^2/(2g)로부터 압력이 대체로 일정하면 밀도가 큰 변동이 없고, 마찰계수 f가 turbulent 범위에서 상수라고 가정하면(보통 상수라고 가정해도 오차가 별로 없음) 유량(Q=A*u)은 (△Ps)^0.5에 비례하게 됩니다.
(△Ps: Skin friction에 의한 압력손실,A:Pipe 단면적)
-Orifice의 경우에도 Q = Co (2g△Po/ρ)^0.5 와 같이 유량은 △Po(오리피스가 나타내는 압력차)의 0.5승에 비례하지요. (Co는 여러 요소를 정교하게 보상해서 얻어지는 오리피스 상수입니다.)

(2) Orifice 유량계의 Orifice 구경을 정함에 있어서는 Orifice 전후의 허용압력차 범위에서 작동하는 Transmitter를 선정하게 됩니다. (기 설명부분 참조)

(3) N2 Supply System의 backup을 위해 유량조절기를 두는 것은 정압을 유지하는 것에 불리합니다. 현재 필요이상으로 유량을 공급해야 압력을 유지할 수 있기 때문에 보충량이 늘어났을 것으로 봅니다.

대신 N2 System의 압력조절발브를 두면 간단해 집니다. 압력변화가 심한 경우에는 사용처에서 각각의 온도,압력 보상기(compensator)를 두어야 하므로 비용이 상승됩니다. 사용처에서 유량 정교하지 않아도 되거나 사용처가 아주 많은 경우, 불필요한 투자비용을 줄이려면 압력조절기 하나만으로 충분합니다.

Stefano Stefano

39-08-02 00:00

1) 사용처의 압력이 크게 흔들리는 경우..
이경우에는 압력조절발브의 전후단 압력차가 큰 폭으로 흔들려서 유량이 많이 흔들리게 됩니다. 이로인해 압력이 안정화 될 수 가 없지요.

이러한 경우 적당한 방법은 Cascade 방식 압력조절방법을 사용해 보세요. 즉
Back-up System에 유량조절계(FIC)를 두고 User측 Header에는 압력조절계(PIC)를 두어서 이 압력조절계가 앞의 FIC의 설정치를 결정하게 하는 방법입니다.
(이때 PIC는 "Master Controller", FIC는 "Slave Controller"라고 부르게 되는데 문자그대로 주종관계가 이루어지는 것이지요. 또 Control Valve는 FCV 하나만 사용됩니다.)

(2) 대개 Master가 천천히 움직이고(동작이 느리고), Slave가 빠릇빠릇 움직이는 것이 좋은 시스템인데 위의 Cascade 방식이 PIC만 둘 때보다 훨씬 안정하게 유지할 수 있을 것입니다.