게시판 > 질답게시판 > 감압 용도로의 PCV와 orifice 차이

스테파노 Stefano

14-08-28 17:46

(1) Pressure Control Valve는 압력조절밸브인데 Upstream(밸브로 접근해 흘러 들어오는쪽) 혹은 Downstream(밸브로부터 멀어져 흘러나가는쪽) 중 어느 쪽 압력을 저절하느냐에 따라 Upstream Pressure Control Valve (Back Pressure Controller)와 Downstream Pressure Control Valve(Pressure Let-down Valve)로 나뉩니다.

이에 반하여 Orifice는 압력조절기능은 없고 Orifice를 전후로 해서 압력차가 일어나도록 합니다. 엄밀하게는 Orifice를 막 통과할 시점에서의 압력과의 차를 말합니다. 최대의 압력차는 Upstream 절대압력의 약 1/2입니다. Downstream의 압력은 Upstream 압력에 비례합니다. 기능이 다르기 때문에 무엇을 비교하여 차이를 알아내야 할 지 막막합니다.

(2) PCV는 (전기전자식 혹은 기계식)제어기를 가진 복잡한 구조의 밸브임에 반하여 Orifice는 단순히 구멍만 뚫어놓은 판(Plate)입니다. PCV는 압력조절기능을 가지고 있지만 용량이 부족할 경우라면 능력한계를 벗어나 압력조절이 되지 않습니다. 여기서의 "능력한계"라 함은 밸브 통과시 "음속"을 초과하는 경우를 말합니다. 아무리 압력을 잘 조절하고 싶어도 밸브 통과유량이 작으면 압력조절이 되지 않습니다.

오리피스의 경우에도 노즐에서의 압력차가 입구 압력의 1/2이상으로 할 수 없으며 용량이 작다면 원하는 압력을 맞출 수 없습니다. 설령 맞출 수 있다고 해도 User측 용량이 변한다면 달라지는데 그에 따라서 (카메라 조리개처럼) Orifice 구멍크기를 달리하거나 Orifice Plate를 교환할 수는 없는 노릇입니다. 노즐크기를 조절할 수 있는 것이 바로 Control Valve입니다.

(3) 질문의 마지막 부분
<감압의 용도로 사용하고자 할 때는 PCV 를 적용해야 하나요?>
=> Control Loop와 Control Valve를 사용할 수도 있고 기계(스프링)식 Pressure Regulator를 사용할 수도 있습니다.

<감압 후에 PCV는 in/out 유량의 변화가 없고, orifice는 감압후에 유량이 줄어드는 것인가요?>
=>감압 후에도 압력이 변하게 되면 유량을 조절하여 압력이 일정하게 유지해 주어야 하므로 유량은 부하(유체사용량)변동에 따라 끊임없이 변하고 있다고 보면 됩니다.

=>Orifice는 감압되면서 Sonic Velocity에 도달하면 Orifice 단면적을 통과하는 유속은 더 이상 증가할 수 없으므로 (앞서 설명한 바와 같이) 대체로 Upstream 절대압력의 1/2 수준의 압력에서 Orifice 단면적을 Sonic Velocity로 흘러가게 되는데,

Upstream의 압력이 일정하게 유지되면 그에 따라 일정한 유량이 흐르게 되고 압력이 변하면 유량도 따라서 변화하게 되는 속성을 가집니다. Nozzle에서의 Sonic Velocity가 Bottle-neck 역할을 하게 됩니다. 통과 후 후단의 압력이 상승하게 되어 Orifice 후단의 압력이 Upstream 압력의 1/2 이상이 되어야 비로소... 이때의
압력차의 (1/2)승에 비례하는 Orifice 유량계산수식을 사용하여 유량계산을 할 수가 있습니다.

이에 반하여 Orifice는 압력조절기능은 없고 Orifice를 전후로 해서 압력차가 일어나도록 합니다.  엄밀하게는 Orifice를 막 통과할 시점에서의 압력과의 차를 말합니다.   최대의 압력차는 Upstream 절대압력의 약 1/2입니다.  Downstream의 압력은 Upstream 압력에 비례합니다.  기능이 다르기 때문에 무엇을 비교하여 차이를 알아내야 할 지 막막합니다.

(2) PCV는 (전기전자식 혹은 기계식)제어기를 가진 복잡한 구조의 밸브임에 반하여 Orifice는 단순히 구멍만 뚫어놓은 판(Plate)입니다.   PCV는 압력조절기능을 가지고 있지만 용량이 부족할 경우라면 능력한계를 벗어나 압력조절이 되지 않습니다.   여기서의 "능력한계"라 함은 밸브 통과시 "음속"을 초과하는 경우를 말합니다.   아무리 압력을 잘 조절하고 싶어도 밸브 통과유량이 작으면 압력조절이 되지 않습니다.

오리피스의 경우에도 노즐에서의 압력차가 입구 압력의 1/2이상으로 할 수 없으며 용량이 작다면 원하는 압력을 맞출 수 없습니다.  설령 맞출 수 있다고 해도 User측 용량이 변한다면 달라지는데 그에 따라서 (카메라 조리개처럼) Orifice 구멍크기를 달리하거나 Orifice Plate를 교환할 수는 없는 노릇입니다.   노즐크기를 조절할 수 있는 것이 바로 Control Valve입니다.

(3) 질문의 마지막 부분 
<감압의 용도로 사용하고자 할 때는 PCV 를 적용해야 하나요?> 
=> Control Loop와 Control Valve를 사용할 수도 있고 기계(스프링)식 Pressure Regulator를 사용할 수도 있습니다.

<감압 후에 PCV는 in/out 유량의 변화가 없고, orifice는 감압후에 유량이 줄어드는 것인가요?>
=>감압 후에도 압력이 변하게 되면 유량을 조절하여 압력이 일정하게 유지해 주어야 하므로 유량은 부하(유체사용량)변동에 따라 끊임없이 변하고 있다고 보면 됩니다.

=>Orifice는 감압되면서 Sonic Velocity에 도달하면 Orifice 단면적을 통과하는 유속은 더 이상 증가할 수 없으므로 (앞서 설명한 바와 같이) 대체로 Upstream 절대압력의 1/2 수준의 압력에서 Orifice 단면적을 Sonic Velocity로 흘러가게 되는데,

Upstream의 압력이 일정하게 유지되면 그에 따라 일정한 유량이 흐르게 되고 압력이 변하면 유량도 따라서 변화하게 되는 속성을 가집니다.   Nozzle에서의 Sonic Velocity가 Bottle-neck 역할을 하게 됩니다.   통과 후 후단의 압력이 상승하게 되어 Orifice 후단의 압력이 Upstream 압력의 1/2 이상이 되어야 비로소... 이때의
압력차의 (1/2)승에 비례하는 Orifice 유량계산수식을 사용하여 유량계산을 할 수가 있습니다.