게시판 > 질답게시판 > 온도/압력에 따른 기체의 부피변화 관련 질문입니다.

Stefano

08-11-27 21:35

(1) 수소가스 흐름 유량측정

가스관 중간에서 관을 가열하면 부피가 증가되는데 그에 따라 측정하는 곳에서의 단면을 흘러가는 속도가 늘어나게 됩니다. 수호의 부피 팽창은 압력과 온도에 관계되는데 특히 압축성유체의 경우 압력에 따라 부피 변화가 크기 때문에 측정위치에서의 압력과 온도를 정확히 알고 있지 않으면 유속을 측정해도 의미가 없습니다.

질문에서 가열한 열량만큼 부피 팽창을 고려하여 관의 직경을 늘여주어서 선속도를 동일하게 유지할 수가 있지만 관의 직경이 바로 유속을 의미하는 것이 아니고 온도나 압력도 유량과 관련이 있기는 하나 유속을 측정하지 않으면 유량을 알 수 없습니다. 따라서 답은 가열하고 팽창하도록 하는 방법만으로는 유량을 측정할 수는 없습니다.

대신 가열식 유량측정기가 있는데 유체에 일정한 열량 Q를 주고 온도가 올라간 정도(Δt)를 측정하여 질량유량(m)을 구하는 유량계라든가 Vortex나 Coriolis Force를 이용한 유량계는 현재 공장에서 사용되고 있습니다.

(M, 유량)*(Cp 비열, 알고 있는 값)*(Δt 온도차, 측정값) = (Q, 가열속도, 알고 있는 값)...(1)

M = Q/Cp/Δt

(2) 유량증가시 압력 상승 정도

관내 유속이 증가함에 따라 관을 따르 흐르면서 압력손실도 증가하게 되는데 이 압력의 계산은 시행오차방법으로 계산행 합니다. 왜냐하면 부피증가에 따라 유속과 유량이 달라져 버리기 때문입니다. 따라서 압력과 속을 가정하고 Reynolds No를 구해서 마찰계수를 구하고 압력손실을 구하고 나서 출구의 압력에 압력손실을 더하여 중간에서의 압력을 계산해보고 계산 결과와 일치하지 않으면 유속을 다시 가정해야 합니다.

압력손실이 구해졌으면 출구압력에 배관손실을 더해주면 중간 압력이 구해집니다.