배관의 유체에서 적용되는 중요한 원리들은.
배관 내에서 유체가 흐를시 적용되는 중요한 기계적 혹은 역학적 원리들이 어떤 것들이 있는지 궁금합니다. 그리고 가장 중요한 원리는 무엇이라고 생각하시나요.
안녕하세요. 안다람 전문가입니다.
배관내 유체가 흐를때는 다양한 원리를 설명할수 있는데요 대표적으로 유체 에너지 보존법칙인 베르누이 방정식이 적용되는데 이는 유체의 속도 압력 높이 간의 관계를 분석하는데 필수적입니다
안녕하세요. 서종현 전문가입니다.
배관내 유체흐름에 적용되는 주요 원리들은 다음과 같습니다.
연속 방정식 : 배관을 흐르는 유체의 질량이 보존된다는 원리입니다. 단면적이 변해도 유체의 밀도가 일정하다면 유량(단위시간당 흐르는 부피)는 항상 일정하게 유지됩니다.
베르누이 원리 및 에너지 방정식 : 유체의 압력, 속도 , 높이간의 관계를 설명하며 유체가 흐르는 동안 에너지(압력에너지,운동에너지,위치에너지)가 보존된다는 원리입니다. 실제 배관에서는 마찰등으로 인한 에너지 손실을 고려한 에너지 방정식이 더 중요하게 사용됩니다.
마찰 손실 : 유체가 배관 벽과의 마찰이나 내부 점성 때문에 에너지를 잃는 현상입니다. 이로 인해 유체가 흐르면서 압력이 떨어집니다.
가장 중요하다고 생각하는 원리는 상황에 따라 다를수있지만, 실제 배관 시스템의 설계 및 성능 분석에서는 에너지 보존 원리(마찰 손실을 포함한 에너지 방정식)가 핵심적입니다. 이는 펌프 용량을계산하거나, 배관 내 압력 강하를 예측하는등 실무에 직접적으로 활용되기 때문입니다.
안녕하세요. 김민규 전문가입니다.
우선 배관 내의 유체가 흐르기 위해서는 압력 차가 발생해야 합니다. 아니면 위치에너지에 의해서 위에서 밑으로 떨어져야되죠.
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.
배관 내에서 유체가 흐를 시 역학적 원리 말씀하셨는데요.
무엇보다 중요한 것은 유체역학 관련 아닌가 합니다.
물론 운동에너지 부분만 본다면
워터해머 관련해서 운동에너지, 동역학 부분만 떼서 생각도 되겠으나
실제 현장에서 배관 내 유체를 바라볼 때는
무엇보다 펌프에 의한 공급 환수 및 양정 등을 가장 중요시하게 보게되고
그 부분에 있어서는 결국
유체역학, 그리고 그 안에서 가장 중요한 베르누이 방정식 , 베르누이 원리가 가장 중요하지않나 싶습니다.
베르누이 방정식은
유체의 속도, 압력, 위치에너지 사이의 관계를 나타낸 식으로
서로가 선형적으로 비례/ 반비례 관계에 있음을 알수 있는데
특히,
속도의 제곱과 압력이 반비례 함을 알 수 있는 부분이 중요합니다.
현장에선 실지로 펌프 및 배관이 문제있을 시
펌프 상에서 공동현상(Cavitation)으로 심각하게 소음 및 진동이 발생하며
물공급이 원할하지 못한 경우가 있는데
빠르게 돌아가는 프로펠러 주변의 유체속도가 증가하며
그에 따라 압력은 감소하고,
압력이 해동 온도에서의 포화수증기압보다 낮아지니
물이 기화하여 기포가 생기는 현상인데
이것을 베르누이 정리를 모르는 사람한테 아무리 설명을해도 받아들여지지 않아
힘든 경우도 많이 있습니다.
따라서 현장에서 피부로 느끼기에
가장 중요한 것은
유체역학이자 그 안에 베르누이 정리라 생각됩니다.
배관 내에서 유체가 흐를 때 중요한 기계적 및 역학적 원리로는 베르누이 법칙, 연속 방정식, 뉴턴의 점성 법칙, 달시-바이스바흐 방정식, 그리고 레이놀즈 수가 있는데요. 그 중에서도 베르누이 법칙은 유체의 에너지 보존을 설명하고 연속 방정식은 질량 보존을 설명합니다. 뉴턴의 점성 법칙은 유체의 점성을, 달시-바이스바흐 방정식은 배관 내 압력 손실을 다룹니다.