개념 한 쪽
에너지관리기사 배관 설계 도면 — 계기와 유량 표시
배관 도면에는 관경과 흐름 방향만이 아니라 유량과 온도를 재는 계기의 자리가 함께 표시된다. 차압으로 유량을 재는 오리피스, 관경과 유속으로 유량을 구하는 피토관, 저항식·비접촉식 온도 계기, 가스 분석계가 도면 어디에 붙는지 살핀다.
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뜻
도면의 유량 측정 자리에 오리피스가 표시되어 있으면 차압식으로 읽는다. 관을 좁혀 생긴 앞뒤 압력차로 유량을 구하는 방식이다.
피토관은 관 속 유속을 압력으로 바꿔 잰다. 안지름 14cm 관에 물이 가득 차고 유속이 7m/s이면 단면적 (π/4)×0.14²≈0.0154m²에 유속을 곱해 0.108m³/s, 물의 밀도를 곱해 약 108kg/s가 된다.
온도 계기는 재는 범위에 따라 종류가 갈린다. 서미스터는 온도가 오르면 저항이 줄어드는 부온도특성을 쓰는 측온 저항체다. 전기저항 온도계는 저온과 중온에 알맞고, 630℃ 이상의 고온은 열전대로 넘긴다. 열전대 보호관은 기밀·내열·내식에 더해 열전도율이 높아야 열을 빨리 전한다.
가스 성분을 재는 자리에는 열전도율형 이산화탄소 분석계가 놓이기도 한다. 수소는 열전도율이 공기의 약 7배라 열전도율형 분석계에 큰 간섭을 준다. 도면에 수소가 흐르는 배관이 있으면 분석 전에 분리해야 한다.
고온의 비접촉 측정 자리에는 광고온계가 표시된다. 복사 에너지의 밝기를 눈으로 비교하는 계기라 방사율 보정량이 적지만, 명암 판단에 사람 손이 필요하다.
예제
선지 판단은 오리피스를 차압식 유량계로 읽는지, 피토관 유량을 단면적×유속×밀도로 구해 약 108kg/s를 얻는지, 서미스터를 부온도특성으로 보는지, 전기저항 온도계의 상한을 630℃ 부근으로 잡는지, 수소가 열전도율형 분석계에 간섭한다고 보는지에서 갈린다. 108kg/s와 630℃가 그 예다. 오리피스를 속도식으로 본 선지, 보호관의 열전도율이 낮아야 한다고 본 선지는 어긋난다.
자주 묻는 물음
- 도면에서 오리피스는 어떤 유량계인가요?
- 관을 좁혀 압력차를 만드는 차압식 유량계입니다.
- 피토관으로 물의 유량을 어떻게 구하나요?
- 단면적×유속으로 부피 유량을 구한 뒤 밀도를 곱합니다. 예시는 약 108kg/s입니다.
- 열전대 보호관에 요구되는 성질은 무엇인가요?
- 기밀·내열·내식과 함께 열전도율이 높아야 합니다.
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