자연과학 자료 대기오염방지학 - 각 유량계의 원리 및 특징 조사 Report YW

자연과학 자료 대기오염방지학 - 각 유량계의 원리 및 특징 조사 Report

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자연과학 자료 대기오염방지학 - 각 유량계의 원리 및 특징 조사

[자연과학]대기오염방지학 - 각 유량계의 원리 및 특징 조사

대기오염방지학

(각 유량계의 원리 및 특징 조사)

조사한 유량계의 종류

- Venturimeter,Rotameter,Orifice meter

1.Venturimeter

- Venturimeter 유량계는 일반적으로 주조하여 만들고 표준설계의 성능을 만족하도록 허용공차가 작게 기계 가공한다. 그 결과 venturimeter 유량계는 무겁고, 부피가 크고, 값이 비싸다. 목에서부터 하류인 원추형의 디퓨저 단면에서는 압력회복이 아주 잘 된다. 그러므로 전체 수두손실이 작다. venturimeter 유량계는 내부형상 때문에 자정기능(self-cleaning)이 있다. 벤투리 유량계의 유량계수는 Reynolds수( ReD1]2´ 105)가 높을 때 0.980-0.995 범위의 값을 가진다는 것을 실험자료에서 알 수 있다. 따라서 C〓0.99에서Reynolds 수가 높을 때 약 ± 1% 오차범위 내에서 질량유량을 측정할 때 이용될 수 있다. 오리피스 판, 유동노즐, 그리고 venturimeter에서 발생되는 모든 압력강하는 유량의 제 곱에 비례한다. 실제 사용할 때 유량계의 크기는 예상되는 최대유량을 측정할 수 있는 것으로 선정되어야 한다. 압력강하 대 유량의 관계는 비선형적이기 때문에 제한된 범위의 유량에서만 정확하게 측정할 수 있다. 목이 하나인 유량계는 보통 4:1의 범위를 갖는 유량에서 사용된다. 유량 측정부를 지나는 회복될 수 없는 수두손실은 측정부위 전후의 압력차 Δp의 비로 나타낼 수 있다.

Figure.5 Venturimeter

Figure.5에 나타낸 바와 같이 venturimeter는 관내에 유동하는 유체의 압력에너지의 일부를 속도에너지로 변환시켜 유량을 측정하는 기구로서 수축각이 20℃ 내외인 수축부(convergent), 목부분(throat), 5 ~ 7℃ 확산되는 확산부(divergent)로 구성되어 있다.

Figure.5와 같이 수평으로 놓인 venturimeter 미터의 입구 및 목 부분에서의 압력을 p1, p2, 유속을 v1, v2 라하고 단면 ①, ②사이에 흐름에 대한 에너지의 손실은 없으며 유체가 비압축성일 때

(식1.3)

이 된다.

다음에 통로 ①, ②의 단면적을 A1, A2라하고 유량을 Q라 하면 연속방정식에서 Q 〓 A1v1 〓 A2v2, v1 〓 v2(A2/A1)이므로 이것을 위 (식1.3)에 대입하면 다음 식과 같이 나타낼 수 있다.

(식1.4)

이 식으로부터 목부분의 유속 v2가 구해진다.

(식1.5)

단면 ①, ②에 세운 피에조미터 액주의 차를 H라 하면

이므로 유량 Q는

(식1.6)

여기서 Cd는 유량계수이다.

2.Rotameter

- 액체의 유량을 측정하는 장치로 액체통 밑이 뾰족하게 되어있고, 그 아래에 유리관이 연직으로 세워져 있는데 이 속에 팽이처럼 생긴 부표가 장치되어 있다. 액체가 아래쪽에서 이 유리관으로 들어오면서 부표를 밀어 올리며 부표에 작용하는 중력과 액체의 흐름에 의한 힘이 평형 되는 곳에서 부표가 정지한다. 액체으,l 흐름이 부표에 미치는 힘은 액체의 점성과 유속의 곱에 비례하게 되는데 액체통의 끝이 뾰족하기 때문에 아래쪽에서는 관벽과 부표 사이가 좁아서 유속이 빠르고, 액체통 벽의 영향으로 유체의 점성도 겉보기에는 커지기 때문에 부표는 액체의 유량의 대소에 따라 액체통 속에서 정지하는 위치가 달라진다. 그러므로 액체통에 눈금을 매겨 놓으면 부표의 높이를 알 수 있고, 부표의 위치로부터 유속을 알 수 있다. 다만 여기서 점성은 변하지 않으며 이 부표가 액체 속에서 흔들리지 않게 부표 주위에 몇줄의 비스듬한 홈을 파서 회전하도록 되어 있다. 또, Rotameter 유량계는 압력 손실이 적고 측

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