[화학공학] 오리피스 미터 상수와 물의 마찰 손실 측정

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2008.07.17 / 2019.12.24
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목차: 요약(Abstract)
1. 실험목적
2. 이론
2.1 오리피스 미터
2.2 유체 마찰 손실 측정
3. 실험장치 및 방법
3.1 실험장치
3.2 실험방법
4. 실험 결과 및 토의
5. 결론
6. 기호(Notation)
참고문헌

본문내용: 2. 이론
2.1 오리피스 미터
오리피스 미터는 유체가 오리피스를 통과하면서 흐름 단면적이 감소하면 속도두가 증가하면서 압력두가 감소하므로, 탭 사이의 압력차를 마노미터로 측정한다. 이때의 압력차를 이용하여 오리피스를 통과하는 유속을 구할 수 있고 식(1)과 같다.
식(1)
값은 실험에 의해 측정해야 하는데, 와 의 변화에 따라 상당히 달라진다. 는 식(2)와 같이 정의된다.
식(2)
에서는 가 거의 일정하고 와 무관하기 때문에 식(1)을 설계에 활용할 수 있다. 이러한 조건에서 값은 0.61로 보면된다. 실제 프로세스에서는 가 범위이다. 그러나 이면 값은 1이나 다름없다.
오리피스 미터의 단점중에 하나는 하류에서 제트가 팽창하면서 발생하는 에디 때문에 마찰손실이 커져 압력이 제대로 회복되지 않는 것이다. 즉, 동력이 손실된다. 오리피스 압력차의 영구적 손실률은 값에 따라 달라지는데 이 관계는 Fig.1과 같다.

3. 실험장치 및 방법

3.1 실험장치

오리피스 미터는 유량을 측정하는 장치로 Fig.2와 같다. 오리피스는 정밀하게 구멍을 뚫은 판을 두 플랜지 사이에 끼운 것으로, 구멍과 관을 동심으로 설치한다. 압력탭은 각각 오리피스 판 상류와 하류에 설치하고, 마노미터나 차압 전달기에 연결한다. 마노미터나 차압 전달기를 이용하여 유량에 따른 유속을 구할 수 있다[1].

마노미터는 압력차 측정에 쓰이는 중요 기구의 하나로서 가장 단순하게 표현하면 Fig.3와 같다. 마노미터에는 유체가 차있는데 이 유체는 대체적으로 수은인 경우가 많다. 두 팔에 각각 압력 , 가 미칠 때, 압력차가 있으면 액면의 차이가 생겨, 이 차이의 수직거리로부터 압력차를 구할 수 있다[6].

참고문헌: [1] MaCabe, W. L., Smith, J. C. and Harriott, P., Unit Operations of Chemical Engineering, McGraw-Hill, singapore, 6th Ed., 222-223(2001).
[2] MaCabe, W. L., Smith, J. C. and Harriott, P., Unit Operations of Chemical Engineering, McGraw-Hill, singapore, 6th Ed., 69-70(2001).
[3] MaCabe, W. L., Smith, J. C. and Harriott, P., Unit Operations of Chemical Engineering, McGraw-Hill, singapore, 6th Ed., 89(2001).
[4] MaCabe, W. L., Smith, J. C. and Harriott, P., Unit Operations of Chemical Engineering, McGraw-Hill, singapore, 6th Ed., 120(2001).
[5] MaCabe, W. L., Smith, J. C. and Harriott, P., Unit Operations of Chemical Engineering, McGraw-Hill, singapore, 6th Ed., 34-35(2001).

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