공정제어 컨트롤 벨브 시뮬레이션 보고서

본 내용은 " Report about Control valve simulation (공정제어 컨트롤 벨브 보고서) " 의 원문 자료에서 일부 인용된 것입니다. 2024.02.19

문서 내 토픽

• 1. 공압식 제어밸브 설계

  공압식 제어밸브를 설계할 때 변수와 조건을 달리하여 설치하고 얻은 값을 보고서로 작성하였습니다. 공압식 제어밸브는 전기적 신호(mA)를 물리적 변화(밸브 조절)를 통해 원하는 유량을 얻도록 하는 밸브와 액추에이터로 구성됩니다. 일반적으로 공압식 제어밸브는 3~15 psig의 신호를 사용하므로, I/P 트랜스미터가 4~20 mA의 전기 신호를 3~15 psig의 압력 신호로 변환하여 제어밸브에 전달하도록 설정하였습니다.

• 2. 밸브 특성 유형별 유량 변화

  Linear type, Quick open type, Equal percentage type 등 다양한 밸브 특성 유형에 따른 유량 변화를 확인하였습니다. Linear type 밸브는 선형적인 유량 변화를 보였고, Quick open type 밸브는 초기에 빠른 유량 변화를 보였으며, Equal percentage type 밸브는 낮은 유량 설정에서 가파르게 증가하는 특성을 보였습니다.

• 3. inherent 밸브 특성과 installed 밸브 특성의 차이

  inherent 밸브 특성에서는 프로세스 압력 강하를 조절해도 신호와 출구 유량에 영향을 주지 않았습니다. 이는 inherent 밸브 특성이 프로세스를 거치지 않고 독립적으로 작용하기 때문입니다. 반면 installed 밸브 특성에서는 프로세스 압력 강하 항이 추가되어 유량 변화가 달라졌습니다.

• 4. Rangerbility, R과 밸브 계수, Cv의 영향

  Rangerbility, R을 변화시키면 유량 형상이 달라졌습니다. R 값이 증가할수록 오목한 부분의 구간이 늘어났고, Cv가 증가할수록 유량이 더 가파르게 증가했습니다. Cv가 높은 경우 Linear type 밸브도 On-Off와 유사한 형태를 보였습니다.

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• 1. 공압식 제어밸브 설계

  공압식 제어밸브는 공정 산업에서 널리 사용되는 중요한 장치입니다. 이 밸브는 공압 신호를 이용하여 유체의 유량을 정밀하게 제어할 수 있습니다. 공압식 제어밸브 설계 시 고려해야 할 주요 요소는 다음과 같습니다. 첫째, 밸브 본체의 크기와 형태를 결정해야 합니다. 이는 유체의 유량, 압력, 온도 등의 조건에 따라 달라집니다. 둘째, 액츄에이터의 크기와 작동 방식을 선정해야 합니다. 액츄에이터는 공압 신호를 받아 밸브를 개폐하는 핵심 부품입니다. 셋째, 밸브 시트와 플러그의 형상 및 재질을 결정해야 합니다. 이는 유체의 특성과 밸브의 용도에 따라 달라집니다. 넷째, 밸브 내부의 유동 특성을 분석하여 최적의 유량 특성을 구현해야 합니다. 이를 위해 CFD 해석 등의 기법을 활용할 수 있습니다. 마지막으로 밸브의 내구성과 신뢰성을 확보하기 위한 설계가 필요합니다. 이러한 요소들을 종합적으로 고려하여 공압식 제어밸브를 설계한다면 안정적이고 효율적인 공정 제어가 가능할 것입니다.

• 2. 밸브 특성 유형별 유량 변화

  밸브의 유량 특성은 밸브 개도에 따른 유량 변화 패턴을 나타내는 것으로, 크게 선형형, 등가비례형, 빠른개방형 등으로 구분됩니다. 각 특성 유형별로 유량 변화 양상이 다르게 나타납니다. 선형형 밸브는 개도에 비례하여 유량이 변화하는 특성을 보입니다. 이는 유량 제어가 용이하지만 저개도 구간에서 미세한 유량 조절이 어려운 단점이 있습니다. 등가비례형 밸브는 저개도 구간에서 유량 변화가 크고 고개도 구간에서 유량 변화가 작은 특성을 보입니다. 이는 저유량 제어에 유리하지만 고유량 제어에는 다소 불리합니다. 빠른개방형 밸브는 저개도 구간에서 유량 변화가 작고 고개도 구간에서 유량 변화가 크게 나타납니다. 이는 고유량 제어에 유리하지만 저유량 제어에는 다소 불리합니다. 이처럼 각 밸브 특성 유형별로 유량 변화 양상이 다르므로, 공정의 요구사항에 맞는 적절한 밸브