게시판 > 질답게시판 > compressor maximum discharge pressure 계산

Stefano

15-08-03 19:19

인용한 영문에 설명된 대로 최대 흡입측 압력에다 Compressor가 만들어 낼 수 있는 최대 차압(Max. Diff. Press.)를 더한값이 바로 최대 배출압력이 되는데 인용된 문장에서는 Trip 되는 점에서의 최대값을 취하는 값이라고 되어 있습니다.

원심식 Compressor의 경우 Imperller 직경과 회전속도에 흡입되는 가스의 밀도와 압축기 효율에 의해 DP가 결정됩니다. 단열압축, 등온압축, Polytropic 압축등을 가정한 상태에서의 Head를 구하여 밀도를 곱하면 압축비를 구할 수 있는데 흡입측 압력에 대한 배출측 압력을 절대압력의 비로 나타내는 "압축비"로부터 배출측 압력을 구하면 됩니다.

흡입측 절대압력이 P1이고 P2가 Discharge 압력이라고 하면 압축시 온도상승에 의해 Compress 부품이 견딜수 있는 한계에 의해 P2/P1의 값이 제한되지요. 배출온도는 대략 250도를 넘지 않는 온도로 설계하되 더 이상의 압축비를 필요로 한다면 중간에 Intercooler를 사용하여 다시 압축하는 방법을 취합니다. 압축동력(모터용량)과 압축시 온도상승이 제한적인 요소이기 때문에 이에 대해 관심을 가지고 자료를 찾아보도록 하세요.

한경미니 powerup10

15-08-03 21:31

답변 감사합니다. 스테파노님.

저 위에 나와있는 compressor maximum differential pressure라는 것은 pump와 같이 discharge pressure-suction pressure인가요.

아님 compressor head와 같이 discharge pressure / suction pressure 즉 ratio를 보통 말하는건가요.

답변 꼭 부탁 드립니다. ㅠ

Stefano

15-08-07 10:12

(1) Differential Pressure는 Compressor나 Pump의 경우 똑같이 Discharge Pressure에서 Suction Pressure를 뺀 값이고 이 값을 Compressor나 Pump가 가동하여 만들어 내는 것은 동일하지만 이 둘의 속성은 서로 다릅니다...

Pump의 경우 Pumping 도중 액의 온도변화가 크지 않고 비압축성 유체를 취급하고 있어서 Pump 입구에 들어오는 흡입구 전체(액면위 압력+액면에 의한 정압+동압) 압력에다 Pump Impeller의 회전에 의해 Tip에서의 선속도에 의한 "추가 동압"이 더 늘어나 "배출압력(Discharge Pressure)으로 나타나는데... 여기서의 Pump에 의해 늘어나는 "추가동압"이 바로 "Differential Pressure"에 해당합니다.

Compressor의 경우에는 Impeller의 회전에 의해 선속도가 증가하여 동압이 늘게 되면 밀도가 증가되면서 부피가 줄어들게 되는데 Compressor의 압축동력이 압력상승뿐 만 아니라 분자간의 거리가 가까워 지면서 나타나는 온도상승효과가 동반됩니다. 따라서 Pump와 달리 흡입되는 유체의 초기 압력에 크게 영향을 받게 되어 Pump와 같이 압력증가분만을 따로 거론하기 어렵습니다. 따라서 Compressor 내에서 단열압축시 상승하는 압력을 기준으로한 동력을 바탕으로 Compressor에서 "방열"되는 또는 "냉각하는" 열의 출입출입을 고려한 압축조건 (이를 "Polytropic" 조건이라고 함)에서 압력이 증가되기 때문에 Pump와 달리 열출입에 의한 압력증가분이 포함될 수 밖에 없습니다. 그러므로 Compressor에서는 "Differential Pressure"를 거론할 수는 있지만 Pump의 경우와 크게 내용이 다르기 때문에 용어는 동일하지만 그 속내용은 크게 다르다는 것을 인식할 필요가 있습니다.

(2) 반복하면.. Pump의 경우에는 승압전이나 승압후나 분자간의 거리가 달라지는 (비 압축성)유체를 취급하지 않기 때문에 승압시 온도는 크게 달라지지 않아서 운동에너지 상승분이 바로 차압으로 연계가 될 수 있지만 Gas Compressor의 경우에는 그렇지 못하여(Compressor의 이런 사정에 의하여 ) Discharge/Suction 의 "절대" 압력비를 이용하여 압축기 동력을 연계하고 그 압축조건이 "단열압축"의 경우와 비교한 "폴리트로픽 압축"임을 명시하고 "압축효율"을 고려하여 압축기 동력을 계산합니다.

압력의 비도 반드시 "절대압력"을 사용하여 비교해야 합니다. (앞서 거론했던 가스의 "밀도"는 온도 뿐 만 아니라 "절대압력"에 관계되기 때문입니다.)

(3) 역으로 생각해서..
Compressor로 압축하면 압력만 온라가는 것이 아니라 온도돌 올가가기 때문에 H = E + PV의 E와 함께 PV도 동시에 상승하는 효과를 가지므로 사실상 압력상승은 온도에 의한 "시너지 효과도 있지않나 ?"라는 생각을 할 수도 있습니다. 그러나 상승하는 온도에 견디는 (특히 회전기기) 장치가 견딜수 있느냐를 함께 검토해야 합니다. 이에 대한 설명은 이전 답글 마지막 부분에서 다루었습니다.

그러므로(원래의 질문으로 돌아가서..) Compressor의 경우 Maximum Discharge Pressure는 흡입측 압력에 대한 Maximum Suction Pressure와 Allowable Pressure Ratio의 "곱"으로 나타납니다. 여기서의 압력단위는 모두 절대압력입니다.

(Compressor Max. Disch. Pressure) = (Max. Suc. Pressure) * (Allowable Pressure Ratio) .....(1)

Pump라면 Max Disch Pressure는 Casing이나 Seal이 견딜수 있는 최고압력과 Motor가 (과열 소손되지 않고)견딜 수 있는 최대 동력에의해 제한되는데 여기서의 압력단위는 계기압을 써도되고 절대압을 써도 되고 "덧셈"으로 나타난 수식입니다.

(Pump Max. Disch. Pressure) = (Max. Suc. Pressure) + (Max. Differential Pressure limited by Motor, Pump Casing, Seal, etc.) .....(2)

(1) Differential Pressure는 Compressor나 Pump의 경우 똑같이 Discharge Pressure에서 Suction Pressure를 뺀 값이고 이 값을 Compressor나 Pump가 가동하여 만들어 내는 것은 동일하지만 이 둘의 속성은 서로 다릅니다...

Pump의 경우 Pumping 도중 액의 온도변화가 크지 않고 비압축성 유체를 취급하고 있어서 Pump 입구에 들어오는 흡입구 전체(액면위 압력+액면에 의한 정압+동압) 압력에다 Pump Impeller의 회전에 의해 Tip에서의 선속도에 의한 "추가 동압"이 더 늘어나 "배출압력(Discharge Pressure)으로 나타나는데... 여기서의 Pump에 의해 늘어나는 "추가동압"이 바로 "Differential Pressure"에 해당합니다.

Compressor의 경우에는 Impeller의 회전에 의해 선속도가 증가하여 동압이 늘게 되면 밀도가 증가되면서 부피가 줄어들게 되는데 Compressor의 압축동력이 압력상승뿐 만 아니라 분자간의 거리가 가까워 지면서 나타나는 온도상승효과가 동반됩니다.  따라서 Pump와 달리 흡입되는 유체의 초기 압력에 크게 영향을 받게 되어 Pump와 같이 압력증가분만을 따로 거론하기 어렵습니다.   따라서 Compressor 내에서 단열압축시 상승하는 압력을 기준으로한 동력을 바탕으로 Compressor에서 "방열"되는 또는 "냉각하는" 열의 출입출입을 고려한 압축조건 (이를 "Polytropic" 조건이라고 함)에서 압력이 증가되기 때문에 Pump와 달리 열출입에 의한 압력증가분이 포함될 수 밖에 없습니다.   그러므로 Compressor에서는 "Differential Pressure"를 거론할 수는 있지만 Pump의 경우와 크게 내용이 다르기 때문에 용어는 동일하지만 그 속내용은 크게 다르다는 것을 인식할 필요가 있습니다.

(2) 반복하면.. Pump의 경우에는 승압전이나 승압후나 분자간의 거리가 달라지는 (비 압축성)유체를 취급하지 않기 때문에 승압시 온도는 크게 달라지지 않아서 운동에너지 상승분이 바로 차압으로 연계가 될 수  있지만 Gas Compressor의 경우에는 그렇지 못하여(Compressor의 이런 사정에 의하여 )  Discharge/Suction 의 "절대" 압력비를 이용하여 압축기 동력을 연계하고 그 압축조건이 "단열압축"의 경우와 비교한 "폴리트로픽 압축"임을 명시하고 "압축효율"을 고려하여 압축기 동력을 계산합니다.

압력의 비도 반드시 "절대압력"을 사용하여 비교해야 합니다.   (앞서 거론했던 가스의 "밀도"는 온도 뿐 만 아니라 "절대압력"에 관계되기 때문입니다.)

(3) 역으로 생각해서.. 
Compressor로 압축하면 압력만 온라가는 것이 아니라 온도돌 올가가기 때문에  H = E + PV의  E와 함께 PV도 동시에 상승하는 효과를 가지므로 사실상 압력상승은 온도에 의한 "시너지 효과도 있지않나 ?"라는 생각을 할 수도 있습니다.  그러나  상승하는 온도에 견디는 (특히 회전기기) 장치가 견딜수 있느냐를 함께 검토해야 합니다.   이에 대한 설명은 이전 답글 마지막 부분에서 다루었습니다.

그러므로(원래의 질문으로 돌아가서..) Compressor의 경우  Maximum Discharge Pressure는 흡입측 압력에 대한 Maximum Suction Pressure와 Allowable Pressure Ratio의 "곱"으로 나타납니다.  여기서의 압력단위는 모두 절대압력입니다.

(Compressor Max. Disch. Pressure) = (Max. Suc. Pressure) * (Allowable Pressure Ratio) .....(1)

Pump라면 Max Disch Pressure는 Casing이나 Seal이 견딜수 있는 최고압력과  Motor가 (과열 소손되지 않고)견딜 수 있는 최대 동력에의해 제한되는데 여기서의 압력단위는 계기압을 써도되고 절대압을 써도 되고 "덧셈"으로 나타난 수식입니다.

(Pump Max. Disch. Pressure) = (Max.  Suc. Pressure) + (Max. Differential Pressure limited by Motor, Pump Casing, Seal, etc.)  .....(2)

한경미니 powerup10

15-08-08 16:12

항상 감사드립니다. 스테파노님.

정말 감사합니다.~제가 조금 더 말씀 주신 내용을 바탕으로 공부를 더해보고 추가로 궁금한 것이 있으면

다시 질문을 드리겠습니다.

감사합니다.~