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제목
펌프의 토출측 밸브의 개도율과 유속의 관계 문의(송풍기와 비교)
질문유형 온라인강의 > 공조냉동기계기사 실기 종합반 > 강희중
글쓴이 장*추 등록일 2024.08.09 답변상태 답변완료
  •  

    0. 문제와 해답

     

     

     

    측정치의 양정이 낮다면 양정을 높이면 된다.

     

     

     

    이건 성능곡선(?)에 따르면 토출측 밸브의 개도율을 낮출 수록 

     

    유량이 줄고 양정은 증가하다가 일정 시점이 되면 서징현상이 일어난다는 점을 통해

     

    이해가 가능한 반면 

     

     

    덕트의 단면적이 줄어들면 공기의 유속은 증가한다.

     

    따라서 펌프의 토출 밸브의 개도율을 낮추면

     

    액체가 통과하는 통로가 좁아져 단면적이 줄어든것처럼 되어

     

    유속이 증가한다고 생각했습니다.

     

    그러나 챗 GPT에 물어보니 유속이 감소한다는 답변을 받았습니다.

     

     

    1. 펌프의 토출측 밸브의 개도율을 낮추면 유속이 감소한다.

     

     

     

    일시적으로 국부적으로는 유속이 증가할 수 있지만 전체 시스템 상에서는

     

    유속이 감소한다는 답변을 받았는데 잘 이해가 되지 않았습니다. 

     

     

    2. 액체라서 유속이 감소한다? 공기는 유속이 증가한다?

     

    공조냉동기사를 공부하는 오픈 카톡방에도 문의를 해봤습니다. 

     

    ( 여담이지만 대부분 이패스 강의를 추천할때 저는 한솔 추천을 하고는 합니다.)

     

     

    이 분이 답변을 달아준것을 정확히 이해는 못했으나

     

    = > 공기통로인 덕트와 액체 통로인 배관은 유속과 압력의

    상관관계가 반대로 움직인다(?)

     

    이정도로 이해했습니다. 

     

    이러한 차이가 있다면 액체는 비압축성이고 공기는 압축성이라는 차이 때문이겠지요?

     

    " 배관의 단면적이 줄어드면 유속이 감소하고

    덕트의 단면적이 줄어들면 유속이 증가한다. "

    이런 의미는 아닌것 같습니다.

     

     

     

    3. 펌프의 밸브의 개도율과 송풍기의 댐퍼의 개도율은 낮을수록 유속은 감소한다?

     

    공기와 액체를 이송하는 것의 차이에 따른 대응 관계를 보면

    이렇게 이해한게 맞을까요?

     

    송풍기  - 펌프 

     

    배관 - 덕트


    밸브 - 댐퍼

     

    이렇게 비교한다면

     

    배관의 단면적 감소 -> 유속 증가

     

    덕트의 단면적 감소 -> 유속 증가

     

    펌프 토출측 밸브의 개도율 감소

    -> 유속감소 (국지적 일시적으로는 유속이 증가할 수 있다) 

     

    송풍기 토출측 댐퍼의 개도율 감소 

     

    -> 유속감소 (국지적 일시적으로는 유속이 증가할 수 있다.)

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

  • 강희중 |(2024.08.09 15:28)

    유체역학(액체, 기체)에는 연속방정식이라고 있습니다.

    가장 처음에 배우는 이론입니다

    유체가 흐를 때 단면적(관면적)이 달라지게 되더라도 질량의 변화가 없어 다음 식을 만족하게 됩니다.

    Q1=Q2=A1×V1=A2×V2=속도×면적=일정

    질량 보존의 법칙(밸브/댐퍼 개도에 상관없이 전 후 질량은 같다. 왜냐면 계에서 공급된 질량외에 다른 질량은 사라지거나 나타나지 않으니까)

     

    여기서, 관로에서 밸브 전 후의 상황을 보면

     전 배관경-밸브-후 배관경 에서

     밸브를 닫게되면 GPT가 설명 했듯이 밸브에서 교축작용(면적이 줄어듬)으로 전단의 양을 통과하기 위해 밸브를 통과하는 속도는 빨라집니다. 하지만 이후 속도는 밸브 후단의 관경에 의해 결정됩니다.

    따라서 밸브를 닫아 저항이 증가하고 그 저항으로 흐르는 양이 줄게되면 흡입양도 줄고 토출양도 흡입양과 같게 줄어들게 되며 이후는 연속 방정식에 의해 줄어든 양이 변하지 않고 흘러야 하기 때문에 관로에서의 속도는 줄어들게 됩니다.

     

    우선 연속방정식부터 정리해주시기 바랍니다.

    그리고

    다시 한 번 생각해보시고 추가 질문 바랍니다.

      

    참고로 압력과 관련하여 펌프나 송풍기의 동력은 압력 × 유량 입니다.

    따라서 개도의 조임으로 양이 줄어들면 그 힘은 양정의 상승을 가져오게 됩니다. 하지만 원심식이기 때문에 자체 회전(임펠러 내)에 의한 속도에너지도 가지고 있어 양이 줄어드는 만큼 압력이 상승하지 않고 또한 동력의 소비도 줄어들기 때문에 이것에 대한 해석은 펌프 제작 후 실험을 통해 나오게 되며 이를 나타내는 특성이 펌프의 특성곡선입니다.

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