배관내의 흐름과 압력손실, 입구손실, 출구손실

배관내의 흐름과 압력 손실 

어떠한 흐름에서라도 유체의 점성에 의해 마찰 저항이 작용합니다. 마찰 저항은 흐름의 에너지 손실이 됩니다. 원관 과 사각형 관내 흐름의 경우, 이 에너지 손실을 「관 마찰 손실」 이라고 합니다. 

 

예를 들면, 큰 수조에서 수평한 직관내로 유체가 흐르는 경우, 관 마찰 손실에 의해 압력은 하류로 향해 점차 감소합니다. 이를 「압력 강하」 라고 합니다. 그 변화량을 『압력 손실』 이라고 합니다.

 

압력 손실을 Δp 손실 헤드를 Δh으로 표현하면, 아래와 같은 식이 됩니다.

여기서, ρ는 유체의 밀도, g는 중력 가속도를 나타냅니다.

또한, 관 마찰 계수를 λ , 관의 직경을 d, 관의 길이를 L로하면 다음과 같은 식이 됩니다.

베르누이 방정식은 손실없는 흐름에 대한 것이었지 만, 이 손실 헤더를 이용하는 것으로, 점성 마찰 및 기타 요인에 의해 발생하는 손실을 고려한 식을 이끌어 낼 수 있습니다.

손실을 포함하는 베르누이 방정식은 펌프 등을 설계 할 때 필요합니다.

예를 들면, 유량을 조절하는 밸브를 통과하는 흐름은, 조리개와 목 부분이 있는 관내 흐름이 되어, 「축류」 와 「박리」 에 의해 압력 손실 Δp가 발생합니다. 

따라서

, 손실 헤더를 사용하여, 베르누이 방정식을 이용하면, 펌프의 소요 동력 등이 구해 질 수 있을 것입니다. 밸브의 손실은 밸브의 개도 와 종류에 따라 크게 변화하므로, 손실 계수를 이용합니다. 이것들은 계산으로 구할 수 도 있지만, 일반적으로 규격 등에서 알 수 있는 것입니다. 

 

또한, 관로의 입구 와 출구에도 손실이 발생합니다.

입구 부에서 발생하는 손실을 『입구 손실』 , 출구 부에서 발생하는 손실을 『출구 손실』 이라고합니다.

 

◈입구 손실

그림에 나타낸 것과 같이, 수조에서 관로에 들어갈 때의 손실은, 다음 식으로 구할 수 있습니다.

ζ (지타)는 손실 계수로써, 관로의 형상 이나 설치 방법에 따라 달라집니다. 

◈출구 손실

관에서 충분히 큰 수조 등으로 유출하는 경우에 발생하는 손실은, 출구 손실 이라고 불리며, 다음 식으로 구해 집니다.

ζ (지타)은 출구 손실 계수

상담 문의처;   

E-mail:  tjchung@naver.com,  

Tel: 070-7747-8290,  

URL: http://k.o-trap.cn