안녕하십니까? 씨엔에이입니다. 오늘 알려드릴것은 압력손실입니다. 유체가 어떤 지점에서 다른 한 지점으로 이동할 때에 공기가 가지고 있는 에너지가 덕트 내벽면의 마찰 또는 내벽면의 상태와 관의 모양에 의해 손실되는 현상을 말합니다. 압력손실을 정확하게 예측하지 못하였을 경우 집진기에서 멀리 떨어져 있는 후드는 오염물질을 잡아내지 못하는 현상이 발생 할 수 있습니다. 이처럼 중요한 압력손실을 계산하는 방법에 대하여 알아보겠습니다.
유체가 이동할때 발생하는 압력손실을 식으로 표시하면 베르누이의 방정식(에너지보존법칙)과 같으며, 마찰손실과 충격손실로 구분할 수 있습니다.
<마찰손실>
유체가 관내를 이동할때 관의 내벽에 의해 또는 유체끼리의 마찰에 의해 발생하는 손실을 의미합니다. 이러한 마찰손실을 설계시 구하는 방법은 두가지가 있습니다. 등거리법과 동압법으로 등거리법의 경우 과거 산업환기 시스템 설계에 많이 이용되었으나, 현재는 동압법에 밀려 거의 사용되지 않고 있습니다.
동압법은 주어진 덕트 1m당 발생하는 마찰계수를 구하여 덕트의 동압으로 압력손실을 구하는 방법입니다.
Dpf : 마찰에 의한 압력손실
f : 마찰계수
L : 관의 길이
D : 관의 직경
Q : 유량 (m3/s)
D : 관 직경
V : 유속 (m/s)
VP : 동압
아래의 식은 덕트의 재료에 따라 달라지는 a, b, c를 나타낸 자료입니다.
덕 트 재 료 | a | b | c |
Aluminum, black iron, stainless steel | 0.0162 | 0.465 | 0.602 |
Galvanized sheet duct | 0.0155 | 0.533 | 0.612 |
Flexible duct, fabric wires covered | 0.0186 | 0.604 | 0.639 |
<충격손실>
공기의 흐름방향이 바뀔 때, 관경이 수축 팽창될 때, 관이 합류될 때에 발생되는 압력손실을 말합니다. 수많은 실험에 의해 아래의 공식이 산출되었으며, 아래의 공식처럼 충격손실은 관내의 동압에 비례하며 비례상수는 관의 형상에 따라 달라집니다.
K : 비례상수
VP : 동압
아래의 표는 유입될 때의 유입손실계수와, 원형 엘보우의 압력손실계수를 나태낸 것입니다.
분지덕트의 유입손실
참 고 사 항 | 합류각도(q°) | 분지덕트 동압의 분율 |
주의: 1) 분지덕트의 유입손실은 분지덕트 안에서 발생된다고 가정. 2) 분지덕트 입구 확대에 따른 유입손실의 감소는 계산에 고려치 않았음. | 10 15 20 25 30 35 40 45 50 60 90 | 0.06 0.09 0.12 0.15 0.18 0.21 0.25 0.28 0.32 0.44 1.00 |
원형 엘보우의 압력손실
|
| 곡 률 반 경 (R/D) |
덕 트 모 양 | 0.5 | 0.75 | 1.00 | 1.50 | 2.00 | 2.50 |
이음 새 없는 곡관 | 0.71 | 0.33 | 0.22 | 0.15 | 0.13 | 0.12 |
5조각으로 접합된 곡관 | ¾ | 0.46 | 0.33 | 0.24 | 0.19 | 0.17 |
4조각으로 접합된 곡관 | ¾ | 0.50 | 0.37 | 0.27 | 0.24 | 0.23 |
궁금한점이나 기계에 대한 문의사항이 있으시면 연락주십시오. 그리고 카달로그 또한 요청하시면 무료로 배부해 드립니다.
언제나 정성을 다하는 씨엔에이가 되겠습니다. 감사합니다.
참조 : 대기오염방지시설 설계실무편람(19~20p), 대구지방환경관리청
산업환기 일반원리(2.후드p13), 창원대학교 산업환기연구실
공해방지실용편람(25~30p),AIR POLLUTION ENGINEERING MANAL, 대신기술번역
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