송풍기 양정문제 질문드립니다,
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안녕하세요?
많은 도움을 받으며 공부하고 있어 짐심 감사합니다.
이해가 잘되지 않는 부분을 질문하오니 갑갑함을 해소 할 수 있게 도와주시면 감사하겠습니다.
1. 흡입관 전압 손실 300 Pa , 토출관 전압 손실 300 Pa 관내 공기 유속은 10m/s 입니다.
--> 송풍기 전압양정 600 Pa , 정압양정 600-1/2*1.2*100 = 540 Pa
2. 토출관을 잘라내서 전압 손실이 1 Pa 이 되었다. (흡입관은 그대로 )
--> 송풍기 전압양정 301 Pa 정압양정 301-1/2*1.2*100 = 241 Pa
3. 토출배관을 안전히 제거하여 흡입관만 있는 송풍기가 되었다
--> 송풍기 전압양정 240 Pa or 360 Pa 정압양정 300 Pa
송풍기 정압양정은 덕트의 전압이므로 300 Pa (-300 Pa)
송풍기 전압양정은 덕트의 정압이므로 240 Pa 인지 360Pa 인지
*** 있으나 마나한 토출구가 있다고 계산을 다르게 해야 하나요???
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댓글
안녕하십니까?
이패스코리아 임재기입니다.
3. 토출배관을 완전히 제거하여 흡입관만 있는 송풍기가 되면
--> 송풍기 전압은 흡입관 전압손실인 360 Pa 입니다.
송풍기 정압은 덕트의 전압 360 Pa - 1/2*1.2*100 = 300Pa
참고 : 송풍기 토출측 동압은 원칙적으로는 송풍기 장비의 토출측 동압을 적용해야 합니다.
감사합니다.
임재기
답변에 오류가 있어서 정정해 놓았습니다.
토출측 덕트가 없다면 토출측 전압=토출측 동압 입니다.
따라서 송풍기 전압 = 토출측전압 - 흡입측전압 이므로
송풍기 전압 = 토출측 동압 - 흡입측전압 이 되는 것입니다.
즉, 송풍기 전압 = 1/2*1.2*100 - (-300) = 360이 됩니다.
그리고 송풍기 정압 = 360 - 토출측 동압 = 300이 되는 것입니다.
답변에 오류가 있었던점 사과드립니다.
감사합니다.
임재기
존경하는 교수님 답변에 감사합니다.. 애초 질문의도가3번경우가 그렇게 이해하는게 맞냐는 뜻에서 그런 질문을 한 것인데 2번 케이스와 연속해서 생각하면 있으마나한 배기덕트가 있다고 갑자기 양정이 달라진다고생각해야 한다는게 이상합니다.
존경하는 교수님. 답변만으로도 고맙습니만 , 교수님 말씀이 수험생에는 성경과도 같습니다. 다시한번 위 문제의 살펴봐 주시기를 부탁드립니다.
제기했던 문제는 흡입구의 전압손실이란 말로 혼란을 야기하고 있는 것 같습니다.
흡입관 입출구에 배를루이 방정식을 적용해서 생각해보면 저전압손실이란 것이 유동에너지(P포함항)에서 손실되든 운동에너지(V포함항)에서 손실되든 혹은 둘 모두에서 손실되든 상관없이 300Pa에 해당하는 에너지가 손실되었다는 말로 이해해야 할 것으로 생각됩니다. (상식적으로 흡입구 입,출구에서 유체의 속도가 동일한다고 한다면 이 300Pa의 손실은 흡입관 입출구의 전압으로 차이로 보든 정압의 차로 보든 똑 같다는 것이 교재에도 언급되고 있습니다.)
그러므로 베를루이 방정식으로 생각할 때 양정(전압)은 소실된 300Pa로 충분하지 다른 것은 더 필요 없다고 생각됩니다.
정압효율이란 것은 송풍기에서 만들 속도에너지항 조차도 손실로 간주하는 효율이므로
정압효율 = ( 유체가 받은 에너지 - 속도에너지) / 투입된 에너지 이고
이때 유체가 받은 에너지는 양정으로 , 속도에너지는 토출측의 동압으로 보아 분자의 항을 정압양정으로 한다고 약속에 가까운 정압양정에 대한 정의라는 뉘앙스의 언급이 교재에도 있는 것 같습니다.
두번째로 주신 답을 흡입관 입구 부터 송풍기 출구 지점에 대한 베를루이 방정식에 적용하자면 흡입관 입구의 압력을 P1 , 속도를 V1으로 위치를 Z1으로 하면
(P1 + ½ 로우 V1^2 + 감마Z1) + 양정 = P2 + ½ 로우 V2^2 + 감마Z2 + (손실)
(흡입구 입구에 전체에너지) + (송풍기에 의해 추가된 에너지) = (펌프출구에서 남은 에너지) + (소실된 에너지)
로 표현되어야 하고 Z1 =Z2 ,V1=V2이고 P1, P2가 동일한 대기압인 것을 감안하면
(송풍기에 의해 추가된 에너지) = (소실된 에너지) → 360 = 300 이라는 모순된 결과를 만나게 된다고 생각됩니다.
사실 이 문제의 헷갈림의 중 하나는 송풍기 토출점의 압력인데 전압이 대기압으로 볼것인지 정압을 대기압으로 볼것인지 하는 것인데 베를루이 방정식의 최초형태로 보자면 동압이라는 것은 운동에너지의 다른 이름일 뿐이므로 정압이 대기압으로 봐야 할 것입니다.
하지만 설사 송풍기 토출지점의 전압을 대기합으로 보고 해석한다 해도 아무문제 없는 것이 그렇다면 흡입관 입구 전압도 대기압이기 때문입니다.
교수님이 답변주신 전압양정 360Pa은을 어떻게든 맞춰보자면 송풍기 출구는 정압이 대기압 , 흡입관 입구는 전압이 대기압(속도가 없는 상태) 이렇게 봐야 한다는 말과 다름이 아니라고 생각됩니다.
그러나 그또한 정상상태 흐름이라는 기본가정을 위배하기게 있을 수 없다고 생각됩니다.
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