게시판 > 질답게시판 > Valve 전, 후단 압력 관련 기초적인 질문 드립니다.

김문섭 ballboy

12-08-28 07:59

저도 비슷한 고민을 하다가 스스로가 내린 결론이 있었는데요,

먼저, 부족하지만 제 스스로가 내린 결론에 대해 많은 분들께서 도움을 주셨으면 감사하겠습니다.

베르누이 방정식을 통해 알 수 있듯이 유체의 속도, 압력, 위치에너지를 토대로하여

유체가 흐름을 가질 때, 두 점 A, B에서의 역학적 에너지가 보존됨을 알 수 있습니다.

이를 바탕으로 세가지 포인트로 나누어 역학적 에너지 상태를 보겠습니다.

1. valve 전단 2. valve throttling point 3. valve 후단

1. valve 전단
valve 전단에서는 유체의 흐름이 일정 속도와 압력이라는 에너지 형태를 지니게 됩니다.

2. valve throttling point
valve throttling point에서 valve throttling closing된다면, valve 전단에서와는 다르게 유체가 흐를 수 있는 공간이 적어 지므로 유체의 속도는 감소될 것 입니다. 그 감소된 만큼의 에너지는 압력으로 이동하여, 압력이 상승하게 될 것 입니다.

3. valve 후단
잠시 valve throttling point에서 감소된 속도 형태의 에너지만큼, 압력 형태의 에너지가 증가하였습니다.
이 후, valve throttling point를 지나 후단에서는 유체가 흐를 수 있는 공간이 보다 넓어지므로 기존의 압력 형태의 에너지가 다시금 속도 형태의 에너지로 전환 될 것 입니다.

이러한 원리는 물호스의 입구를 잡아서 물줄기를 멀리나가게 하는 방법과 일치 하지 않을까 합니다.

부족함이 많은 생각으로부터 얻는 결론이었습니다.

다른 분들과 함께 공유하여, 보다 정확하고 발전되었으면 하는 바램으로 적어보았습니다.

감사합니다.

엑슈미 mirroroh

12-08-28 19:07

좋은 답글 감사합니다.

그런데...잘 정확히....이해는 안되는군요. 제가 이해력이 부족한가 봅니다.ㅠㅠ

김문섭 ballboy

12-08-29 09:23

엑슈미님,

저의 답글이 정답은 아닐것입니다.

저 역시도 부족함이 많기에, 답글을 적는데도 많은 고민을 하였습니다.

하지만, 저의 생각을 적어 함께 공유해보고자 해서 글을 적게 되었습니다.

서로의 의견과 생각에 대해 의문과 궁금증을 함께 공유해가다 보면,

보다 발전되고 구체적인 답안까지도 도출할 수 있지 않을까 하는 생각입니다.

감사합니다. ^^;

스테파노 Stefano

12-08-29 21:12

(0) 사물의 현상에 대해 항상 의문을 가지고 그 의문을 해소하고자 하는 엔지니어는 항상 발전하는 속성을 지닙니다.

엊그제 서산공단에 다녀왔는데 파이프랙 옆을 운전하면서 문득 "한번보고 문제의식 두번보고 개선의지" 라는 표어를 봤습니다. 필자가 공장에서 근무할 때 항상 문제의식을 가지고 생활했던 때가 생각났습니다. 그당시 그런 표어는 없었지만 참으로 잘된 표어라는 생각이 들었지요.

(1)수도호스의 끝을 조여주면 오리피스와 같은 효과로 인하여 우선 압력차가 증가하고 좁아진 유로로 더 빠른 속도록 분출이 되는데 단위질량당 운동에너지가 더 큰 액이 분출되기 때문에 더 높이 올라가지요.

한편 호스 내부에서의 압력 Profile은 조이기 전보다 압력이 올라가게 되는데 유량이 줄면서 압력차가 줄어들기 때문입니다. Orifice 구멍을 완전히 막아버리면 호스 끝의 압력은 Pump의 Shut-off Pressure가 모두 다 걸리게 됩니다. 또 흐름이 없기 때문에 호스 내에서는 압력차는 나타나지 않지요.

(2) 언뜻 보기에는 더 많은 량의 물이 분출되는 것 같지만 단위질량당 운동에너지는 크지만 분출되는 유량은 줄어들게 되지요. 조이기 전과 비교하면 배출압력은 높아졌으며 작은 물줄기는 더 높이 올라갈 뿐 펌프의 동력은 줄어들게 됩니다.

(3) 만일 호스 끝을 반복적으로 조였다 풀었다 하게 되면 더 높이 물이 솟구치는 것을 볼 수 있는데 이는 호스 내에서 반복되는 압력파가 형성되어 Tip에서 순간적으로 더 많은 압력차가 발생되기도 하기 때문입니다. 골프장에서 더 멀리 잔디에 물뿌리는 원리는 바로 이원리를 이용한 것이지요.