압력 용기를 이용한 유량 계산 방법

압력 용기를 이용한 유량 계산 방법

공기 압축기의 유량을 측정하는 방법은 유량계를 사용하여 계측하는 것이 가장 정확하고 신뢰성 있는 결과를 얻을 수 있다.

그러나 이미 설치된 공기 압축기 시스템(공기 압축기 및 압력 용기, 보조 설비 및 배관 등)에서 유량계를 이용하여 유량을 측정하기 위해서는 압축 공기 시스템을 정지 시킨다음 시스템 내부에 남아 있는 압축 공기를 모두 배출하고 유량계 설치를 위한 충분한 공간을 확보해서 유량계 설치를 위해 배관 해체 및 유량계 설치, 측정 완료 후 배관 복구 등의 복잡한 작업이 필요하기 때문에 현실적으로 쉽지 않다.

따라서 유량계를 이용한 유량 측정은 압축 공기 시스템 설치 시 유량계가 함께 설치 되어 있을 때에만 가능하다고 할 수 있다.

최근에는 신뢰성 있는 열량식 유량계(오른쪽 그림 참조)가 출시되고 있어 비교적 용이하게 유량계를 이용하여 측정할 수 있기는 하지만 이 경우라도 측정용 포트가 미리 준비되어 있지 않으면 압축 공기 시스템 정지, 압축 공기 배출, 측정용 포트 가공 작업 등이 선행되어야 하는 것은 동일하다.

유량계를 이용하여 공기 압축기의 유량을 정확/정밀하게 측정하는 것은 공기 압축기 제조사에서 압축기의 성능을 검증려는 목적 또는 압축 공기의 생산자와 사용자가 다를 때 사용량을 계측하는 경우 등 이라고 할 수 있다.

공기 압축기를 사용하는 사용자 입장에서는 압축기의 유량을 정확/정밀하게 측정해야하는 경우는 많지 않고, 압축공기 사용량 변동 또는 압축기의 효율이 감소하지는 않았는지를 평가하고자 하는 경우가 대부분이다.
이러한 목적을 위해서 유량을 측정하는 경우라면 정확/정한 측정이 아니더라도 가능할 수 있다고 필자는 생각 한다.

유량계를 이용한 유량 측정은 정확/정밀한 결과(타겟의 중앙부에 집중된 결과)를 얻기 위한 것이고, 기타 방법을 이용한 유량 측정은 비록 타겟의 중앙부에 집중되지는 못해도 어느 한 지점에 집중되는 결과(정밀)를 얻기 위한 것이라고 할 수 있다.(정확과 정밀의 차이점은 아래 그림을 참고 하자.)

오늘 소개 할 방법은 체적을 이미 알고 있는 압력 용기에 압축 공기를 충진할 때 압력 용기의 최초 압력과 최종 압력, 그리고 최초 압력으로부터 최종 압력까지 충진하는데 소요되는 시간, 마지막으로 압력 용기의 공기 온도를 기준으로 계산하는 방법이다.
(압력 용기에 압축 공기를 충진 할 때에 압력 용기 후단의 밸브는 잠궈야 한다.)

이 방법은 가스 상태 방정식을 기초로 측정 및 계산하는 방법으로 공기의 습도 등은 고려하지 않기 때문에 습도에 따라 오차가 있을 수 있습니다.

이 방법은 전술한 바와 같이 유량계를 이용한 측정 결과와 같이 정확/정밀한 결과를 얻을 수 없다는 한계는 있지만 측정 절차를 준수하여 계측 및 계산을 한다면 정밀도있는 결과는 얻을 수 있습니다. 물론 이 결과는 개별적으로 사용하는 것보다는 반복적으로 측정한 결과를 상호 비교하여 유량을 관리하는 목적으로 사용할 될 수 있음을 밝힘니다.

압력 용기를 이용한 계산은 아래 Sheet에 따른다.