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[본문스크랩] 고점도에 대하여

전 정섭 2009. 8. 5. 20:26

출처 블로그>시꾸럇-www.richgold.net | 시꾸럇

원문 http://blog.naver.com/jdch1974/100010958389

정량펌프는 통상 취급 액의 점도가 다소(50CP정도까지KD는 500CP까지) 변화해도 토출량 도에 영향을 주지 않도록 Ball Sheet로 설계되어 있습니다. 그러나 점도가 50CP를 넘는 액 (예를 들면 고분자 응집제)을 다루는 경우는 Ball Guide에 스프링을 넣어 강제적으로 Check Ball을 Ball Sheet에 안착하는 구조를 하고 있습니다.

 

고점도 사양의 주의점

ㆍ펌프 스트로크 수는 될수록, 저 스크로크가 되도록 선정하여 주십시오.

  (스트로크수가 빠르면 스프링으로 강제적으로 안착시켜도 붙을 수 없는 일이 있습니다.)

ㆍ흡입배관을 짧게 하고 직경을 크게 하는 등 흡입측 조건을 좋게 하여 주십시오.

  (마찰저항을 산출하여 계획하여 주십시오)

ㆍ흡입배관은 빨아올리는 배관이 아니라 밀고 들어가는 배관으로 한다.

ㆍ배관의 마찰저항이 커지므로 반드시 배관의 압력손실을 산출하여 주십시오.

 

점도에 관한 일반사항

겨울이 되면 반드시 어딘가 에서 고점도액 주입펌프에 Claim이 발생합니다. 특히 토출량의 부족과 토출불능, 또 펌프나 배관의 파손을 자주 볼 수 있습니다. 이것들은 기온의 저하와 함께 약액의 점도가 높아져 배관내의 압력손실이 증대하기 때문에 일어나는 것입니다. 따라서, 겨울 혹은 기온의 저하가 예상되는 경우에는 배관을 보온하는 것이 절대조건이 된다고 하겠습니다. 이에 따라 미리 점도의 변화에 따른 압력손실이 어느 정도 증감하는지 알아두면 보온개시 시기를 정확하게 파악할 수 있습니다.

ㆍ점도의 단위

점도μ(미크로)의 단위는 Poise(포이즈, 약호:P=g/sㆍ㎝)로 표시합니다. 특히 P의 1/100 은 CP(센티포이즈)로 표시합니다.

ㆍ동점도υ(뉴) 기호로는 St(stockes) : 배관의 압력손실을 계산할 때에 필요한 점도량. 또 St의 1/100은 CSt(센티스톡스)로 표기합니다.

 

 

ㆍ레이놀즈 수 (Re)

작은 관내의 흐름에는 관축에 평행상인 경우(층류)와 흐트러지는 경우(난류)가 있습니다. 일반적으로 유속이 늦는 경우는 층류이고, 빠르면 난류가 됩니다만, 유속만이 아니라 관내거리나 유체의 밀도, 점도에도 관계된다고 알려져 있습니다.

 

Re : 레이놀즈 수 [무차원--단위없음]

V : 관내유속 [㎝/sec]

d : 관내거리 [㎝]

υ : 동점도 [스톡스 St -- CSt는 아닙니다.]

μ : 점도 [포이즈 P -- CP는 아닙니다.]

γ : 유체의 비중량 [g/㎤]

* 위 계산식에서 Re값이 약 2000이하면 층류고, 초과되면 난류로 구분합니다.

 

ㆍ특수한 점도의 단위

간단히 점도를 측정할 수 있다는 이유에서 공장의 현장에서는 특수한 점도계가 이용되어지고 있습니다. 세이볼트 점도계(SSU), 렛드우드 점도계, 앵그라 점도계 등으로 다음과 같은 측정방법을 채택하고 있습니다.

시료를 일정한 높이까지 규정의 용기에 따른다.

⇒ 용기바닥의 짧은 세관 또는 오리피스를 통하여 시료를 유하 시킨다.

⇒ 전체량(일정량)이 유출하는데 필요한 시간, 또는 플라스크 내에 일정체적의 시료가 유입하는데 필요한 시간을 측정하여 점도를 구한다.

세이볼트 초 (SSU) = 센티스톡스(CSt) X 4.55

렛드우드 초 = 센티스톡스(CSt) X 4.05

앵그라 도 = 센티스톡스(CSt) X 0.132

ㆍ점도에 영향을 주는 요인

ㆍ온도

유체의 점도는 특히 온도에 의한 영향을 강하게 받습니다. 일반적으로 액체는 온도가 저하함에 따라 점도가 증가합니다.

 

온도(℃)

공기의 점도(CP)

물의 점도(CP)

0

0.17

1.8

20

0.18

1.0

100

0.023

0.28

 

ㆍ유체(액체)의 농도

고분자 응집제나 글리세린 등은 농도에 따라 현저히 점도가 다릅니다. 고분자 응집제에는, 농도로는 불과 1%의 차이가 500∼1,000CP의 점도차이를 생기게 하는 것이 있습니다.

ㆍ압력

유체의 점도는 압력이 증대함과 함께 증가합니다. 그러나 대기압 부근에서는 1기압의 압력이 증가하는데 따른 점도의 변화율이 0.1∼0.3% 정도이므로 무시해도 관계없습니다.

ㆍ고점도액에 의한 마찰저항

고점도액을 배관 안으로 통과시키면 관벽과 액체와의 사이에 마찰에 의한 힘이 작용합니다. 결국 액체를 배관 밖으로 밀어내기 위해서는 이 마찰력 이상의 힘을 가해야 한다는 것입니다. 이 때의 마찰에 의한 힘을 마찰저항이라고 합니다. 또 힘을 면적으로 나눈 것이 압력이므로 마찰저항이 클수록 펌프에 작용하는 압력이 높아집니다.

 

마찰저항은 액체의 점도가 높을수록 또 배관이 가늘고 길수록 크게됩니다.

※ 왕복운동펌프에서는 배관저항에 따라 펌프의 압력선정이 결정됩니다. 배관저항에 대해서는 다시 논의하겠지만 관성저항과 마찰저항 두 가지로 나눌 수 있으며 이중 큰 값을 적용하게 됩니다. 또한 500CP이상의 고점도 액에서는 관성저항에 비해 마찰저항이 훨씬 커지므로 마찰저항의 검토만으로 배관저항을 선정할 수 있습니다

 

 

 

 

 

 

buckssss@nate.com

전정섭

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