 유체의 연속 방정식을 사용하여 파이프 또는 호스 시스템의 다른 부분에서 공기의 유량을 계산할 수 있습니다. 유체에는 모든 액체와 기체가 포함됩니다. 연속 방정식에 따르면 직선형 및 밀폐형 파이프 시스템에 유입되는 공기의 질량은 파이프 시스템을 떠나는 공기 질량과 같습니다. 연속성 방정식은 공기의 밀도 또는 압축이 동일하다고 가정하면 연속 방정식은 파이프의 공기 속도를 파이프의 단면적과 관련시킵니다. 단면적은 파이프의 원형 끝 부분입니다. 먼저 공기가 통과하는 파이프의 직경을 인치로 측정하십시오. 직경은 중심을 가로 지르는 직선으로 측정 된 원의 너비입니다. 첫 번째 파이프의 직경이 5 인치라고 가정합니다. 공기가 통과하는 두 번째 파이프의 직경을 인치로 결정하십시오. 이 경우 측정 값은 8 인치라고 가정합니다. 파이프 1과 파이프 2의 반지름을 구하려면 각 파이프의 직경을 2로 나눕니다. 이 예를 계속하면, 파이프 1과 파이프 2 각각 2.5 인치와 4 인치의 반지름이 있습니다. 반경의 제곱에 pi, 3.14를 곱하여 파이프 1과 2의 단면적을 계산합니다. 다음 예제 계산에서 "^"기호는 지수를 나타냅니다. 이 단계를 수행하면 첫 번째 파이프에 대해 3.14 x (2.5 인치) ^ 2 또는 19.6 평방 인치가됩니다. 두 번째 파이프의 단면적은 50.2 제곱 인치이며 동일한 공식을 사용합니다. 파이프 1의 속도가 주어진 경우 파이프 2의 속도에 대한 연속 방정식을 푸십시오. 연속 방정식은 다음과 같습니다. A1 × v1 = A2 × v2, 여기서 A1과 A2는 파이프 1과 2의 단면적입니다. 기호 v1과 v2는 파이프 1과 2의 공기 속도를 나타냅니다. v2를 해결하면 다음과 같은 이점이 있습니다. v2 = (A1 × v1) / A2. 횡단 면적과 공기 속도를 파이프 1에 꽂아 파이프 2의 공기 속도를 계산하십시오. 파이프 1의 공기 속도가 초당 20 피트로 알려져 있다고 가정하면 다음과 같이됩니다. v2 = (19.6 평방 인치 x 20 피트 / 초) / (50.2 평방 인치). 파이프 2의 공기 속도는 초당 7.8 피트입니다. 1. 덕트 풍량 계산 (1) 덕트 사이즈는 350 × 350, 풍속은 4.4 m/s 일 때 필요 풍량(CMM) 은? [계산식] 덕트 가로 × 덕트 세로 × 풍속 × 분 0.35 × 0.35 × 4.4 × 60 = 32.34 m³/min = 32.34 CMM (2) 집진기 200 파이 덕트 5개에 풍속은 20 m/s 시 필요 풍량(m³/min) 은? (통상 집진기 덕트 유속은 18~24 m/s) [계산식] 덕트 가로 × 덕트 세로 × 원주 × 풍속 × 덕트 갯수 × 분 0.2 × 0.2 × 3.14 ÷ 4 × 20 × 5 × 60 = 188.4 m³/min (3) 덕트 가로 120m x 세로 12m x 높이 4.5m 입니다. 세로 12m한쪽에서만 배기휀을 설치해서 배기를 합니다. 이때 실내 풍속을 2.5m/sec을 유지 할 때 풍량은 얼마인가요? 실내 풍속이 가장자리와 가운데는 마찰에 의하여 유속 분포가 다릅니다. 평균 유속이 2.5m/sec 로 일정하다고 가정하고면 아래식을 이용하면 됩니다. 풍량 (Q) = 유속(V) × 단면적 (A)
2. 배관 풍량 계산 (1) 필요 풍량은 20 m³/min , 체류시간은 15 m/sec, 2대를 설치 하여 TEE 로 연결 하려 하는데 토출 측 배관경을 얼마로 해야하나? [계산식] 유속 = 유량 / 단면적 (배관구경) 150A (외경 Φ165.2), 토출 유속 15~20m/sec (일반적으로 적용되는 기준)
[답] 한 배관당 150A 배관을 사용하면 됨. 3. 하수처리장 반응조 송풍기 풍량 계산 [산소 요구량 계산]
유입량 (kg/d) : 유입유량 (m³/일) × 유입대상농도 (BOD, TN) (mg/L) 탈질량 (kg/d) : 질산화량 - 유출 NO3량 질산화량 (kg/d) : 유입 TN량 - 유출 TKN량 - 잉여슬러지합성에 의한 질소제거량 유출 TKN = TKN 농도가 없다면 TN 농도의 50% 정도라 가정하도록 합니다. 잉여슬러지합성에 의한 질소제거량 (kg/d) : 잉여슬러지발생량 × TN÷ MLSS(10%가정) [실제 산소 요량 계산]
T : 활성슬러지 혼합액의 수온 (℃) α : KLa 의 보정계수 (고부하 : 0.83, 저부하 : 0.97) β : 산소포화농도의 보정계수 (고부하 : 0.95, 저부하 : 0.97) Ρ : 대기압 (mmHg) - 760 mmHg (표준대기압적용) [소요공기량]
(m³- Air/hr) -> (m³- Air/min) 으로 단위환산 Ea : 청수에 대한 산소이동효율 (25%) ρ : 공기밀도 (1.2923 kg/m³ air) Qw : 공기중의 산소비중비 (0.232 kgO2/kg air) α : 여유율 (20%) 4. 풍속 계산 (1) 송풍기의 토출구 규격이 600×600이고 풍량이 260 CMM이라면 풍속은? 유속(V) = 풍량 (Q) ÷ 단면적 (A) V(m/sec) = 260(m³/min) / 0.6*0.6(㎡) 여기에서 풍량을 초당으로 변경 V(m/sec) = 260/60(m³/min) / 0.6*0.6(㎡) 풍속은 약 12.037 m/sec 5. 유량 계산 (1) 유량 60 m³/h 를 질량유량 kg/hr 로 환산하면? 모든 유체는 제 각각의 고유의 물리적 특성을 갖고 있으며, 온도가 변화하면 그 특성도 변하게 됩니다. 따라서 유체가 무엇인지? 온도가 얼마인지? 가 제시 되어야 환산이 가능합니다. 유량 환산 예시 1) 유체가 물이고 온도가 20℃ 일 때 유량이 60 m³/h 라면? 이때 물의 비중량은 998.2 Kg/m³ (유체의 물리적 특성표 참조) 따라서 물의 밀도는 998.2 Kg/m³ 환산식은 아래와 같다. 질량(m) = 밀도(ρ) × 체적(V) 시간당 유동질량 (Kg/hr) = 998.2 × 60 =59,892 kg/hr 2) 유체가 물이고 온도가 80℃ 일 때 유량이 60 m³/h 라면? 이때 물의 비중량은 971.8 Kg/m³ (유체의 물리적 특성표 참조) 따라서 물의 밀도는 971.8 Kg/m³ 시간당 유동질량 (Kg/hr) = 971.8 × 60 = 58,308 kg/hr 3) 유체가 공기이고 온도가 20℃ 일 때 유량이 60 m³/h 라면? 이때 공기의 비중량은 1.161 Kg/m³ (유체의 물리적 특성표 참조) 따라서 공기의 밀도는 1.161 Kg/m³ 시간당 유동질량 (Kg/hr) = 1.161 × 60 = 69.66 kg/hr 4) 유체가 공기이고 온도가 100℃ 일 때 유량이 60 m³/h 라면? 이때 공기의 비중량은 0.916 Kg/m³ (유체의 물리적 특성표 참조) 따라서 공기의 밀도는 0.916 Kg/m³ 시간당 유동질량 (Kg/hr) = 0.916 × 60 = 54.96 kg/hr 위와 같이 동일 체적 유량에서 유체별로 온도변화가 일어날 경우 질량 유량이 변화합니다. 하므로 유량계산 시에는 꼭!! 유체가 무엇인지? 온도가 얼마인지? 가 제시 되어야 합니다. (2) 면적이 20㎡ 인 도관을 공기가 15 m/sec 의 속도로 흐른다면 도관을 지나가는 공기의 질량유량은 몇 Kg/s 인가? (단, 공기의 밀도가 2 kg/m³ 이다.) 면적 × 유속 × 공기 밀도 = 20 ㎡ × 15 m/sec × 2 kg/m³ = 600 kg/sec 참고자료 ① 간단한 송풍기 계산식
② 각 단위별 변환식 의미와 예제 (http://iori826.tistory.com/96) To be continued |
공기 유량 계산 - gong-gi yulyang gyesan
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