시스템의 차압 ~ 수두손실 계산 비교

 

- 시스템의 차압 ~ 수두손실 계산 비교

- 시스템에서의 차압

- 수두손실 계산

 

 

 시스템의 차압 ~ 수두손실 계산 비교

 

얼마나 정확할지는 모르겠으나,

지금까지 정리한 내용을 토대로 현 시스템의 차압 측정값과 계산값을 비교해볼까 합니다.

 

 

 시스템에서의 차압

 

시스템의 차압을 확인하고자 물 사용 & 간단한 테스트를 위해 폴리머/Flexible 튜브 (PU 튜브/실리콘 튜브)를 사용했습니다.

 

관 내경이 4.5 mm 정도 되는데,

내경이 좁아서일까? 확실히 유체가 흐르는 길이가 늘어남에 수두손실이,, 큽니다.

 

본래는 Cold-block이나 Radiator에서 차압이 클 것이라 생각했는데, 아니었네요 :p

Cold-block의 Fin 구조와 유로가 넓어지고 좁아지는 과정에서 수두손실이 많을 것이라 예상했지만,

2.84 LPM에 14.1 kPa

 

Radiator로 좁은 유로에 Fin이 많이 달린 구조 + 그 좁은 길을 몇십 cm를 올라야 하니 수두손실이 가장 크지 않을까 예상했지만,

2.84 LPM에 13.5 kPa

 

대략 70 cm를 이동 + 'T' 2개 통과 + 'T' 1개 꺽어 통과 + 90도/반지름 으로 굽어지는 유로

2.84 LPM에 34.8 kPa

 

 

 

 수두손실 계산

 

Cold-block이나 Radiator의 수두손실을 자세히 계산해볼 순 없고,

3번째, Cold-block이나 Radiator 부분이 아닌 시스템이 긴 곳의 수두손실이 가장 크게 걸렸는데, 이부분을 계산값과 비교해볼까 합니다.

생각보다 좁은 유로라 그런가, 길이가 길어지니 수두손실이 엄청나군요..

 

2021.07.08 - [정리, 공부/기계공학 & 시스템설계] - 손실양정, 관마찰 손실헤드 ~ (길이)(마찰계수)(유속)/(직경)

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곡관, 관형에 따른 수두손실 + 엘보/T관/밸브 사용 시 수두손실

 

자세한 계산식 & 곡관/관형에 따라 관마찰계수 등에 들어갈 수를 정리한 표는 위의 포스팅을 참고하시길 바랍니다 :)

 

1. R/D=10인 90도의 곡관 하나

V = 2.86 LPM = 2.976 m/s

P=r(비중량) * h

유속, 물의밀도, 곡관의 손실계수를 아니 P를 구할 수 있다.

--> 곡관 1개에 의한 압력손실 ~ 487.11 Pa

 

2. 0.7m의 길이 + 'T' 2개 통과 + 'T' 1개 꺾어 통과

P=r(비중량) * h

유속, 직경, 물의 밀도를 알고,

f (마찰계수)와 L (0.7m + 3개의 T관에 해당되는 길이값)을 알아야 한다.

 

f, 마찰계수의 경우,

Moody 선도에서 관의 조도(Roughness), Re수를 통해 알 수 있다. (Re ~ 1.5 x 10^4)

관의 조도를 모르기에, 선이 가장 많이 겹쳐있는,, 0.02로 계산했다.

 

T관의 L의 경우,

내 시스템에 해당되는 직경에 대한 값을 찾지 못했다.

그래서 대강,, T지관 0.3 T주관 0.06으로 계산해서 곡관의 압력손실과 합하면,,

48 kPa 정도가 나왔다 하핳.. <-> 시스템에서는 35 kPa로 측정되었는데 ㅠ

 

 

1m 길이 + T주관1, 1.2LPM에서 계산했을  시, 8.6 kPa이 나오는데

시스템에서 측정을 해보면 6.5 kPa이 나오네요

아마 곡관의 형태에 따른 계산값 & f 값의 계산에서 얼추 넣은 값이 문제가 되지 않았나 합니다 :(

 

 

마치며

 

이번에 수정중인 셋업은,, 유로가 참 긴데

최대 유속이 어디까지 떨어질까 걱정입니다 :p