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  line hydraulic 질문드립니다.
  글쓴이 : WhiteBaek   고유ID : ck2142     날짜 : 23-04-18 17:11     조회 : 266    

저는 한 석유화학회사에 다니고 있는 저년차 엔지니어입니다.

저희 회사(A)에서 다른 업체(B)로 물량을 이송하는데, 현재 있는 펌프와 배관으로 얼마큼 이송이 가능한지 알고 싶습니다.

A B의 거리 : 7300m

Pipe Size : 8"

Pump Design Discharge Pressure : 30 kg/cm2g

Pump Design Flow Rate : 280 m3/h

Density : 508 kg/m3

Viscocity : 0.09

Design 수치를 Calculation Sheet에 넣어서 계산을 해보면 dP/100m 0.1kg/cm2로 나오는데

0.1kg/cm2가 의미하는 바를 알고 싶습니다.

 

1. 100m loss가 발생하는 압력으로 Design 유량을 넣었을 때, dP/100m = 0.1kg/cm2 이므로

A에서 B까지 거리가 7300m이니 이송하는데 7.3 kg의 압력손실이 발생하는 것으로 이해하면 되는 것인지,

(이 경우, 목적지 압력은 22.7 kg)

계산된 Calculation Sheet Pressure Drop by Friction 16.8 kg인데 이 수치를 압력손실로 보면 목적지에 도착하는

압력은 13.2 kg로 보면 되는 것인지 궁금합니다.

 

2. 나머지 Factor Default 값으로 고정하고, 유량만 변경하면서 최대 몇 m3/h까지 이송이 가능한지 판단하는 부분은

어떤 수치를 보고 판단해야 하는건지 궁금합니다.

 

바쁘신 와중에 도와주셔서 미리 감사드립니다.


Stefano    23-04-19 03:38
(A0)  유량에 따른 배관손실

설계기준 값으로 정해진 유량(Q)과 공급처(목적지) 필요압력(P2) 을 만족시키기 위해
배관의 크기(d)와 길이, 배관부품의 수효,  및 정압차이(h)를 모두 고려하여 계산된 압력손실(ΔP)을 계산해 봐서

{Pump Discharge Pressure, P1 - ΔP(Function of Q, d, L, h, Fluid Density & Viscosity) }  ≥ (P2  +  Reasonable Margin) ...(1)

의 수식을 만족하면 선정된 배관의 크기, 펌프의 용량이 적당할 것입니다.  Reasonable Margin은  물성(특히 점도)이 달라지거나 Pump 수명기간동안 사용해서 배출압력이 떨어져도 제 기능(즉 공급압력, 유량)을 만족할 수 있는 여유치를 말합니다.

질문에서  dP/100m = 0.1 kgf/cm2 의 의미는  배관등가 길이 100m 당의 압력손실이므로  여기에  배관전체 등가길이(Equivalent Length, Le)/100의 값을 곱하고 펌프와 배출구간 정압차이를 더해야 전체(마찰+정압) 손실이 구해집니다. 

(A1) 질문의 예에서  7.3 kgf/cm2의 Friction Loss가 배관 수평거리만을 의미하는 것으로 보이는데 여기
(P1 30) - (0.1 * Equivalent Length/100 +  Diff. Static Press)  ≥ (Required Pressure + Marginal Pressure) ....(2) 를 만족하는지의 여부를 확인해 보아야 합니다.     

163.8 kgf/cm2의 손실값이  (2)식의 좌변에 해당하는지 확인해 보고  또한 계산된 P2 13.2 kgf/cm2의 계기압력이  요구되는 목적지 압력을 만족시키는지 점검하세요.

(A2)  배관경의 결정
배관경의 결정방법은 다른 조건은 동일하게 유지하면서 달라지는 마찰손실과 정압손실의 합을 펌프 정격 배출압에서 뺀 값이 목적지에서 필요한 압력을 유지할 수있는지 확인하는 과정에 해당합니다. 

만일 관경을 고정해 두고, 펌핑할 수 있는 최대의 양을 구하려고 한다면  <요구 차압>이 정해진 상태에서  유량을 증가시키가면서 해당 <요구 차압>에 도달할 때까지 차압계산을 Trial & Error의 방법으로 찾아내면 됩니다.

Pressure  Margin을 두지 않는 상태에서 계산된 값은  Pump가 신품이고 배관내의 부식이 일어나지 않는 상태에서의 최대 유량이 될 것이나  만일 오래동안 사용함으로써  펌프성능이 떨어지고 배관의 표면 Roughness가 달라지게 되면 그 최대 유량으로 보내질 수 없을 것이므로 그 상황에서는 결국 운전 유량을 줄여 운전할 수 밖에 없습니다.
     
WhiteBaek ck2142   23-04-19 16:06
스테파노 선생님 가르침에 감사드립니다.
설명해주신 내용을 참고로 제가 사용하고 있는 calculation sheet를 하나하나 뜯어보고 찾아가며 공부하는데 많은 도움이 되었습니다.
     
화공안전환… hiano   23-04-24 11:11
스테파노님 혹시 window 10NT등에서는 안된다고 뜨면서 쓰기 이후로 창이 안넘어가는데 ㅜㅜ
여기에 질문을 좀 드려도 될까요?
          
박성진 ck2142   23-04-24 17:21
저도 처음에 엣지나 크롬에서 올려봤는데, 안되서 익스플로러로 하니까 올라가지더라구요~
          
화공안전환… hiano   23-04-24 18:02
익스플로어 실행하시는 방법 아시나요? 실행시키면 익스 꺼지고 엣지로 넘어가집니다 ㅠㅠㅠㅠ
김앙꼬 kimangkko   23-04-26 20:18
MS office365 web엑셀을 활용해서 검토해 보세요.

아래 주소를 브라우저(엣지/크롬)에 붙여넣으면 엑셀 설치 없이 바로 실행이 됩니다. friction factor 계산하는 항목은 iteration(trial & error)계산이 필요하지만 검토하시는 정도 수준이라면 계산서의 값을 그대로 사용해도 크게 무리가 없을 듯합니다.

물성치가 보니 제가 익숙한 영역이 아니라 압력이 떨어지면서 density가 많이 변경되는지 확인하시는 것이 좋을 것 같습니다. 이 부분이 loss에 영향을 많이 미칩니다 (line velocity에 영향줌 )

 https://1drv.ms/x/s!AjtDw6AXQrGwhCGLvybsFGOhfsNv
Stefano    23-04-30 01:34
액상 물질의 경우 밀도는 온도에 따라 많이 달라지지만 압력이 달라지더라도 밀도변화는 거의 없습니다.
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