유속테스트, 내경의 줄어듦으로 인한 유속손실

차례

- 유속테스트

- 대략적인 유속 측정 (시간당 무게 측정하여)

- 펌프의 사양 확인 (유량계 활용)

- 몇 가지 간단한 구성 후 유속측정 (다이렉트 / 내경 좁아짐 / 내경 좁아진 채로 루프 / 이번에 구상한 전체 시스템)

 

 유속테스트

 

보통 유체의 흐름에서 유속을 제시하는 단위로

LPM (Liter per minute), 즉 L/min을 많이 사용합니다.

분당 얼마만큼의 유체(부피)를 흘려주었는지.

 

1. 그렇기에 대략적으로 측정하는 방법으로는, 유체를 흘려주고, 특정시간(10초/1분/...) 동안 유체를 컨테이너에 받아주고 그것의 무게를 측정하는 것입니다. (우선 유체의 밀도와 빈컨테이너의 무게를 알고 있어야겠네요 ㅎㅎ)

 

2. 아니면 좀 더 정확하게, 오류%가 낮은 유량계를 사용해 직접 측정하는 것입니다.

 

 

 대략적인 유속 측정

 

실제로 저도 칠러에서 나오는 유체의 유속을 대략적으로 측정하기 위해 해봤던 방법입니다.

오류가 나오기 쉽기 때문에 3~5번정도 측정해서 평균 내었습니다 :)

 

유체는 물을 사용했기에 밀도를 알고

빈 컨테이너의 무게를 측정하고

10초동안 칠러로 유체를 쏘아주고

10초동안 받은 유체의 무게를 측정해 밀도를 나누어 부피계산

시간당 부피를 알기에 LPM으로 환산하여 계산하였습니다.

 

 펌프의 사양 확인

 

저는 이번에 구입한 펌프의 사양을 확인하기 위해 테스트를 진행했습니다.

다만, 펌프의 최대 유속은 20 LPM까지 나오지만,,

제가 실험을 위해 구입해둔 유량계는 최대 10 LPM까지 측정이 가능합니다

실험에서 10 LPM 위로 올라갈 필요가 없고,

측정 범위가 늘어나려면 비싸지거나 정밀도가 떨어지기에,,

필요한 부분만 측정한다는 마인드! 였습니다.

 

전 누리텍에서 유량계를 구입했습니다 :)

아래는 유량계에 대해 몇가지 적어둔 포스트입니다.

필요한 정보가 있다면 참고하시면 되겠습니다 :D

2021.05.02 - [정리, 공부해요/전기, 전자, 통신] - 유량계의 간단한 원리와 종류, 선택

유량계의 간단한 원리와 종류, 선택

2021.05.06 - [정리, 공부해요/전기, 전자, 통신] - 대표적 유량계/압력계 전선처리

대표적 유량계/압력계 전선처리

 

300x250

 

 몇 가지 간단한 구성 후 유속측정

 

2021.06.12 - [정리, 공부해요/기계공학] - 펌프 압력 측정법 (수두압력 높이를 통한 & 압력계 사용)

펌프 압력 측정법 (수두압력 높이를 통한 & 압력계 사용)

우선 앞선 포스트에서, 최대 1.1 bar가 나와야 하는 펌프에

6.35 mm 내경이 아닌, 4.5 mm 시스템을 연결하니 수두손실로 인해 0.7 bar가 최대압이 되었습니다.

 

유속 또한 수두손실로 인해 유속이 정..말 엄청 떨어졌습니다 ㅎㅎ;

다행히 전체 시스템에 2.5 LPM이면 충분한 실험이라 수정은 필요 없겠어요

 

/// 펌프에 유량계 바로 연결

(유량계는 대략 내경이 6.35 mm 정도 되는 제품이기에 수두손실 없이 측정이 가능했습니다. 다만, 최대 10 LPM 측정가능,,)

도와주는 사람이 있었다면 물을 계속 안정적으로 부어주며 좀 더 좋게 찍을수도 있었겠지만, 혼자였기에

펌프를 켜지 않아도 1.5 LPM정도로 흘러 나옵니다.

그러다 펌프를 켜니 500 mL 정도 되는 레조버가 순식간에 비어서 ㅋㅋㅋ

완전 놀라서 바로 껐습니다 ;;;; (펌프에 손상갈까봐..!)

표시는 11.26 LPM 정도까지 나오지만

아무래도 20 LPM 사양이 맞음을 확인한,, 것 같네요 :p

 

/// 펌프에 4.5 mm 내경으로 피팅 연결하고 유량계 연결 (기존 시스템의 일부분)

4.5 mm의 내경으로 시스템이 짧게나마 구성되자, 수두손시로 인해 6 LPM으로 뚝 떨어집니다.

(대충 1/4되네요)

 

/// 거기에 내경 4.5 mm인 폴리머 튜브로 루프를 만들어주니

 

3.7 LPM까지 떨어집니다.

6.35mm(펌프) --> 4.5mm(펌프~유량계) --> 6.35mm(유량계) --> 4.5mm(유량계 ~ 펌프) --> 6.35mm(펌프)

 

/// 참고로 이전에 포스팅해둔 전체 시스템은 최대 2.7 LPM까지 나옵니다

2021.05.12 - [정리, 공부해요/기계공학] - 열유동 열교환 수냉식 쿨링 실험을 위한 시스템 설계 - 우선완성

열유동 열교환 수냉식 쿨링 실험을 위한 시스템 설계 - 우선완성

 

마치며

 

생각보다 수두손실로 인한 유속감소가 커서 당황스럽긴 했지만

다행히 니즈를 벗어나질 않습니다 :D

다음부터는,, 조금 더 여러방면으로 고려할 수 있어야겠어요 ㅜ