게시판 > 질답게시판 > Control Valve 질문.

장현수 jddast

15-08-11 21:57

Flow정의에 대해 다시 한번 정리하실 필요성이 있을것 같습니다. 우선 대답을 드린다면 1번 2번 모두 유량이 다를 것입니다. 기본적으로 유량의 driving force는 pressure drop이기 때문입니다.

Start point(A)와 End point(B)는 압력은 고정이 되어있고 그 차이는(DP) 5bar라고 가정을 하겠습니다.

1) CV (Control Valve)가 100% 열렸을때 DP가 없다고 가정 (full bore)을 했을때 100kg/h이 흐르고 있다면 이는 pressure drop (line loss + fitting loss + elevation difference)이 5bar가 되는 최대 휴량이 흐르는 지점이 100kg/h이라는 것입니다. 이런 상태에서 50% CV opening을 줄이면 즉, CV pressure drop이 상승하면 (여기서는 2bar라고 가정) 그럼 남은 driving force인 3 bar가 걸리는 만큼밖에 유량이 흐르지 못하게 됩니다. 그럼 100kg/h보다 적은 유량이 흐를 수 밖에 없게 됩니다.

질량보존의 법칙을 언급하셨는데,, 당연히 100% opening일때 A부터 B지점까지 유량은 같습니다 (기타 branch line이 없다면). 50%일때는 줄어든 유량으로 A부터 B지점까지 유량은 같습니다. 유량이 같다는 것은 질량유량을 말한 것이며 부피유량을 다를 수 있습니다. 압축성유체에서는 압력하강에 따른 밀도변화로 부피는 계속 커지는 형상이고, 비압축성 유체에서는 밀도변화가 적어서 거의 같다고 말할 수 있으나,,, 이것도 온도변화가 있거나 (중간에 열교환기가 있거나) vapor pressure보다 낮아져 flashing이 발생한다면 달라질 수 있습니다.

2) 위 1번과 같은 맥락의 질문인데,, 유량은 바뀌게 됩니다. 왜냐하면 pressure loss가 달라지니깐요. 8" 10m라인에서 DP 5 bar가 되려면 100kg/h가 흐르게 되지만, 8" 5m + 2" 5m인 라인이면 당연히 줄어들어야 됩니다. 8"-2" 라인에서 30 kg/h이라면 관내의 흐르는 질량유량은 같지만 속도만 바뀌는 것 뿐입니다. 1.5L 콜라병의 밑바닥을 자르고 거꾸로 하면 30 kg/h가 쏟아진다고 가정하면, 이번에는 밑바닥을 자르고 좁은 입구쪽도 자르고 거꾸로 하면 엄청 쏟아질 (100kg/h) 것입니다. 여기서는 A point, B point 모두 대기압으로 고정이고, static head가 driving force가 되는 가정이지요. 다만 콜라서 비워짐에 따라 static head가 떨어지니 쏟아지는 유량이 점차 줄어들겠지만요.

Centrifugal pump 성능곡선을 보시면 pump head (pressure drop)이 줄면 유량이 늘어나고, head가 늘면 유량이 적어지는 것과 마찬가지 이지요.

System이나 조건이 변경이 되어도 같은 유량으로 흘리고 싶다 하시면,, Flow control valve를 설치하는 것이지요. Pressure drop이 어떠한 조건에 의해서 변경이 되어도 그 차액만큼 CV가 움직여 balance를 맞추면서 동일한 유량을 만들어주면 되니깐요. 2" 5m로 변경해서 DP가 1bar 증가했다면 CV opening을 열어 1bar 맞춰주면 같은 pressure balance로 동일 유량이 흐를 것입니다.

Flow정의에 대해 다시 한번 정리하실 필요성이 있을것 같습니다. 우선 대답을 드린다면 1번 2번 모두 유량이 다를 것입니다. 기본적으로 유량의 driving force는 pressure drop이기 때문입니다.

Start point(A)와 End point(B)는 압력은 고정이 되어있고 그 차이는(DP) 5bar라고 가정을 하겠습니다.

1) CV (Control Valve)가 100% 열렸을때 DP가 없다고 가정 (full bore)을 했을때 100kg/h이 흐르고 있다면 이는 pressure drop (line loss + fitting loss + elevation difference)이 5bar가 되는 최대 휴량이 흐르는 지점이 100kg/h이라는 것입니다. 이런 상태에서 50% CV opening을 줄이면 즉, CV pressure drop이 상승하면 (여기서는 2bar라고 가정) 그럼 남은 driving force인 3 bar가 걸리는 만큼밖에 유량이 흐르지 못하게 됩니다. 그럼 100kg/h보다 적은 유량이 흐를 수 밖에 없게 됩니다.

질량보존의 법칙을 언급하셨는데,, 당연히 100% opening일때 A부터 B지점까지 유량은 같습니다 (기타 branch line이 없다면). 50%일때는 줄어든 유량으로 A부터 B지점까지 유량은 같습니다. 유량이 같다는 것은 질량유량을 말한 것이며 부피유량을 다를 수 있습니다. 압축성유체에서는 압력하강에 따른 밀도변화로 부피는 계속 커지는 형상이고, 비압축성 유체에서는 밀도변화가 적어서 거의 같다고 말할 수 있으나,,, 이것도 온도변화가 있거나 (중간에 열교환기가 있거나) vapor pressure보다 낮아져 flashing이 발생한다면 달라질 수 있습니다.

2) 위 1번과 같은 맥락의 질문인데,, 유량은 바뀌게 됩니다. 왜냐하면 pressure loss가 달라지니깐요. 8" 10m라인에서 DP 5 bar가 되려면 100kg/h가 흐르게 되지만, 8" 5m + 2" 5m인 라인이면 당연히 줄어들어야 됩니다. 8"-2" 라인에서 30 kg/h이라면 관내의 흐르는 질량유량은 같지만 속도만 바뀌는 것 뿐입니다. 1.5L 콜라병의 밑바닥을 자르고 거꾸로 하면 30 kg/h가 쏟아진다고 가정하면, 이번에는 밑바닥을 자르고 좁은 입구쪽도 자르고 거꾸로 하면 엄청 쏟아질 (100kg/h) 것입니다. 여기서는 A point, B point 모두 대기압으로 고정이고, static head가 driving force가 되는 가정이지요. 다만 콜라서 비워짐에 따라 static head가 떨어지니 쏟아지는 유량이 점차 줄어들겠지만요.

Centrifugal pump 성능곡선을 보시면 pump head (pressure drop)이 줄면 유량이 늘어나고, head가 늘면 유량이 적어지는 것과 마찬가지 이지요.

System이나 조건이 변경이 되어도 같은 유량으로 흘리고 싶다 하시면,, Flow control valve를 설치하는 것이지요. Pressure drop이 어떠한 조건에 의해서 변경이 되어도 그 차액만큼 CV가 움직여 balance를 맞추면서 동일한 유량을 만들어주면 되니깐요. 2" 5m로 변경해서 DP가 1bar 증가했다면 CV opening을 열어 1bar 맞춰주면 같은 pressure balance로 동일 유량이 흐를 것입니다.