게시판 > 질답게시판 > 기체가 흐르는 배관 끝단에서 밸브 조작으로 인한 배관상의 압력 변화 관련

스테파노 Stefano

14-04-08 16:38

(A1) 여러 분기관이 연결된관에 액이 흐르는 도중 출구쪽 어느 하나의 밸브를 닫으면 압력이 상승하게 되는데 순식간에 닫는 경우라면 관을 흐르는 유체의 관성에 의해 액의 압력이 크게 상승하여 설계압력을 초과할 수가 있습니다. 그러지 않고 서서히 닫아주는 경우라면 유량이 줄어가는 대로 압력이 출구쪽으로부터 공급단 촉으로 상승하는데 그 압력 파동의 전파속도는 "액속의 음속"으로 전달됩니다.

(A2) 압력 전달소요시간 t = L / Vs ...............(1) L= 관의 길이, Vs = 액속에서의 Sound Velocity
상온의 물이라고 하면 Vs는 약 1.8 km/s 정도 됩니다. 따라서 관길이 200m라면 0.111초 (=0.2/1.8 초) 정도 소요됩니다.

gojpw gojpw

14-04-08 18:24

답변 감사드립니다.

기체(정확히는 산소, O2)의 경우에도 동일하게 적용해서,
1) Sound Velocity of O2를 구하면,
Vs = (k x R x T)^0.5 = (1.4 x 259.8125 J/kg.K x 293.15K)^0.5 = 326.5 m/s
2) 압력 전달소요시간 t = L/Vs = 200 m / 326.5 m/s = 0.61 sec
위와 같은 계산이 맞나요?

스테파노 Stefano

14-04-08 19:23

액체의 경우 비압축성 유체라고 가정하기때문에 음속으로 압력파가 전달되지만 기체의 경우 압력변화에 따라 부피의 변화가 동반되기 때문에 압력파의 전달속도는 음속보다 느려질 것입니다.

관련 자료를 한번 찾아 보도록 합시다.

스테파노 Stefano

14-04-08 20:18

정확히 계산하려면 항공공학에서 만이 사용하는 수식을 이용해야 하겠습니다.
http://www.aeromech.usyd.edu.au/aero/gasdyn/node1.html

이곳을 찾아 보다 정확히 계산해볼 수 있겠지만 그렇지 않다면 간단히 Sonic Velocity 속도로 전달된다고 추정해도 될 것 같습니다.