벤츄리오리피스

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벤츄리오리피스

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벤츄리 미터란?
베르누이 정리를 응용하여 관속의 유량을 측정하는 계기. 관의 중간을 가늘게하고 그 전후에 직립관을 세워 그 액면의 차로 물의 유량을 측정하는 장치.
벤투리 유량계는 일반적으로 주조하여 만들고 표준설계의 성능을 만족하도록 허용공차가 작게 기계 가공한다. 그 결과 벤투리 유량계는 무겁고, 부피가 크고, 값이 비싸다. 목에서부터 하류인 원추형의 디퓨저 단면에서는 압력회복이 아주 잘 된다. 그러므로 전체 수두손실이 작다. 벤투리 유량계는 내부형상 때문에 자정기능(self-cleaning)이 있다. 벤투리 유량계의 유량계수는 Reynolds수( ReD1>2´ 105)가 높을 때 0.980-0.995 범위의 값을 가진다는 것을 실험자료에서 알 수 있다. 따라서 C=0.99에서Reynolds 수가 높을 때 약 ± 1% 오차범위 내에서 질량유량을 측정할 때 이용될 수 있다. 오리피스 판, 유동노즐, 그리고 벤투리에서 발생되는 모든 압력강하는 유량의 제 곱에 비례한다. 실제 사용할 때 유량계의 크기는 예상되는 최대유량을 측정할 수 있는 것으로 선정되어야 한다. 압력강하 대 유량의 관계는 비선형적이기 때문에 제한된 범위의 유량에서만 정확하게 측정할 수 있다. 목이 하나인 유량계는 보통 4:1의 범위를 갖는 유량에서 사용된다. 유량 측정부를 지나는 회복될 수 없는 수두손실은 측정부위 전후의 압력차 Δp의 비로 나타낼 수 있다.

벤츄리미터의 구조
벤츄리미터는 다음 그림에서 보는 바와 같이 유체 흐름에 직각인 단면적이 줄어드는 자른 원추, 짧은 원통부, 단면적이 다시 원래대로 늘어나는 자른 원추로 구성되어 있다. 상류와 짧은 원통부(목; throat)에는 압력 탭이 있는데, 마노미터(manometer)와 같은 압력차 측정기구로 압력을 측정하여 유속등을 구한다.

벤츄리미터의 원리
벤츄리미터의 원리를 살펴보면 다음과 같다. 벤츄리미터의 상류 자른 원추에서는 속도가 증가하고 압력이 감소한다. 이 상류 원추에서의 압력차는 이 계기를 통한 유량 측정에 이용된다.

참고자료

· (1) 유체역학 149p, 324p, 327p, 326p
· (2) Fluid Mechanics for Chemical Engineers PH PTR 1999
· (3) Unit Operation of Chemical Engineering McGraw-Hill Inc. 1993
· (4) 유체역학의 공학원리 1997년, 도서출판 새론 p.163~164, 177~179