V-cone type 유량계 원리와 선정 가이드

 

V-cone type 유량계 원리

 

V-cone 타입 유량계는 새로운 방식의 유량 측정 방식으로 다른 형식의 유량계와 동일한 물리적 과학적 원리를 적용하여 작동합니다. 아래 그림과 같이 배관내 위치하며 유체의 흐름과 꼬깔 모양이 반대로 설치되어있습니다. V-cone 유량계는 베르누이 방정식을 적용하며 미분압유량계라고도 호칭합니다. 일정한 흐름이 있을 경우 배관내 압력은 배관내 속도의 제곱에 반비례한다는 과학적 원리를 이용합니다. 

 

V-cone 형식은 설치시 운동성을 갖고 있는 부품이 없고 설치 방법이 용이하며 관내의 길이가 짧은 형식의 배관내 설치가 가능합니다. 설치 구간은 Up/Down steam 의 직선 배관을 필요로 하며 습식 가스 측정에 적합한 형식입니다. 측정을 위한 튜브의 구조는 중앙에 위치한 원뿔의 형태로 정의되며, 유체가 원뿔 주위를 흐를때 유체의 속도를 재구성하여 원 뿔의 하류 방향으로 낮은 압력을 형성합니다. 원뿔을 중심으로 전/후단에 형성된 압력 차이는 배관 상부에 있는 두 개의 노즐을 통해 측정할 수 있게 되는 것입니다. 두 개의 노즐은 P1, P2 즉 상압/하압으로 분류합니다. 유체의 속도는 원 뿔의 수축 부위에서 증가하며 P2 에서 떨어지게 됩니다. 

 

 

 

 

V-cone에 의해 형성되는 압력의 차이 △P (P1-P2) 는 유속과 함께 증가하거나 감소하며 이렇게 발생한 차이는 유량을 결정하기 위한 베르누이 방정식에 대입하여 산출할 수 있습니다. V-cone type 의 유량을 구하는 수식은 다음과 같습니다. 

 

 

Where ;

 

 Y = Adiabatic expansion factor

 Cf = Meter constant

 ρ = Density

 △P = Differential pressure

 D = Pipe inside diameter

 β = Beta ratio

 

 

 

V-cone type 유량계의 적용범위

 

V-cone type 유량계는 반복 정밀도가 우수하다는 특징을 갖고 있으며 습식 유체의 측정에 적합 합니다. 습식 유체의 범위에는 증기를 포함한 액체 및 가스를 포함합니다. 

 

적용 분야

1. 석유 가스 산업
2. 폐수처리
3. 제약
4. 가스 처리 공정 

유량의 조건과 압력, 온도 조건은 제조사 별로 차이가 있으며 신호는 아날로그와 디지털, 필요시 공압을 사용합니다. 정확도는 ±1.0% 이며 배관의 플랜지와 플랜지 사이에 위치합니다. 콘의 크기는 12~150mm 정도입니다. 단점으로는 점성을 갖고 있는 유체의 사용에는 제한적이며 최적 성능을 유지하기 위한 켈리브레이션이 필요합니다. 

 

내용정리

 

V-cone type 유량계는 배관 중앙에 위치하며 습식가스의 반복적인 측정시 유효성을 갖을 수 있습니다. Cone 에 의해 형성된 차압은 라인 크기와 비율이 동일한 오리피스 유량계보다 낮으며 유량 및 압력 손실 값도 낮다는 특징이 있습니다. 적용 분야는 석유 가스 산업을 포함하여 다양한 응용분야에 적용이 가능하나 점성이 있는 유체의 사용에는 제한적이라는 것을 기억해야 겠습니다. 

 

Inside Insights (by Chandler)