번역 : Pneumatic Conveying of Solids – A theoretical and practical approach, 3rd Edition.

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제14장

시스템 설계와 사례

개요 앞선 모든 장에서 공히 논의된 뉴메틱 이송 시스템의 설계하기가 이 장의 목표이다. 상세한

계산들은 독자들에게 바뀌는 구성요소 기능의 크기와 비율에 대한 감각을 제공하기 위해 제시된다.

저밀도와 고밀도 모두의 사례들이 공통항목의 계산뿐 아니라 해석을 위해 채택한 무차원 수들 까지

제공된다.

14.1 서론

앞선 장들에서 논의된 다양한 개념들을 설명하기 위한 시도과정에서 뉴메틱 이송 시스템들과 관련되

는 많은 경험 사례들이 이 장에서 제시될 것이다. 각 사례들은 이론의 다양한 측면을 설명키 위해

체계화 하였을 뿐 만 아니라, 실제 뉴메틱 이송에서 야기된 문제들을 고려하여 설계할 수 있도록 하

였다.

저자들은 여러 연구가들이 제안한 일부 시스템 설계과정들도 포함 시켰다. 각 과정들이 특정용도에

대하여 계산되었기 때문에 독자들은 다양한 기법들의 한계와 경계조건들을 기록 또는 메모하는 것이

주의된다.

일부 사례에서는 데이터의 빠른 획득을 돕기 위해 일부 유익한 도표들을 소개할 뿐만 아니라 여러

가지 새로운 개념들이 제시된다.

14.2 공기중의 수분함량

습도가 60% 이상인 공기에 노출될 때 점착성을 가지는 흡습성 분말을 이송해야 할 경우에는 주변환

경보다 높은 20℃의 공기를 배달할 수 있는 최종 냉각기가 장착된 스크류 공기압축기가 구성된 기

존의 송풍조 시스템(Blow Vessel System)이 유용할 수 있다. 공기압축기는 감압밸브를 거쳐 송풍조와

연결되어 있으며 9.5~10bar 사이에서 운전하기 위해 제어된다. 송풍조는 3bar로 분류되고 최고 주변

온도는 35℃ 이다. 기존의 압축기와 최종냉각기 시스템은 추가적인 외부건조 시스템이 필요한지 여

부가 검토되어야 한다.

[해법 1

이 문제

과 같이

P=1 ba

기 중 최

공기 압

력(11 b

여기에서

[그림

14.1]

제는 공기의

이 사용된다.

(a) 다른

공기

(b) 그림1

도

ar = constan

최대수분함량

압축기에서는

bar의 절대압

서 n < 1.6 은

림14.1] 공기중

등온팽창을

포화도(φ=1

중 수분함량

14.2의 다른

nt( φ=100%,

량이 산출된다

주변공기가

압력)까지 압축

은 마찰압축

중 물의 질량

번역

가정한 2개의

1 곡선: p=1

량(x)의 질량농

압력에서 공

그림14.2 참

다.

가 식2.23으로

축될 것이다.

의 경우

량농도. (매개변

역 : Pneumatic Co

의 곡선세트

bar의 100%

농도의 함수로

공기 중 수분

참조)에서 주변

로 계산될 수

변수로 상대습

onveying of Solid

를 사용하여

%상대습도에

로써 배기가스

함량(x)의 질

변온도 t=26

있는 온도의

⁄

습도(φ)를 갖는

s – A theoretical

해결될 수

상당하는 곡

스의 온도.

질량농도의 함

℃로 x=22g

의 상승과 함

는 온도(t)/공기

and practical app

있으며 곡선

곡선, 그림14.

함수로써 배기

(H2O/kg건조

께 10 bar의

중 수분농도

proach, 3rd Edition

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선들은 다음

1 참조)에서

기가스의 온

조공기)의 공

게이지 압

(x)의 곡선)

n.

9

T1 = 2

p2= 11

t2= 46

[

26 + 273.15

1 bar, p1=

.

62℃

[그림 14.2]

5 = 299.15

= 1 bar

. .⁄

번역

공기 중 물의

5 K

.

역 : Pneumatic Co

의 질량농도(

onveying of Solid

(상대습도:10

s – A theoretical

0%, p=1 bar

and practical app

r)

proach, 3rd Edition

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n.

9

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공기는 최종 냉각기에 의해 냉각되므로 11 bar의 압력하에 있는 공기는 [그림14.2]에서와 같이 75℃

에서 포화(이슬점)되는 것을 주지해야 한다. 최종 냉각기는 주변온도 20℃ 이상에서 공기온도를

t=46℃ (p=3 bar)까지 더 떨어트릴 것이다. 이는 t=46℃까지 냉각되면서 물이 공기의 흐름에서 떨어

져 나가는 것을 의미한다. 27℃ (냉각 @ p=3 bar=일정), 상대습도 100%에서 공기 중 물의 질량농도

(x)가 x= 6g (H2O/kg 건조공기, 그림14.2참조) 이다는 사실이 주지되어야 한다. 즉, 압력이 3bar로 일

정한 상태에서 온도가 t=27℃까지 하락 하면서 x=6g/kg(건조공기)의 수분을 생산한다는 뜻이다.

공기가 절대압력 p= 11 bar에서 이송상태의 압력 p=4 bar(절대압력)까지 팽창되면서 x=6g H2O/kg

건조공기 곡선이 p=4 bar 절대압력 곡선을 따라 이동하면서 새로운 이슬점은 t=27℃가 될 것이다.

이송과정은 수분함량 x=6g H2O/kg(dry air)과 압력 p=4 bar(절대압)에서 p= 1 bar(절대압)까지 공기가

팽창되는 과정까지 포함될 것이다. [그림 14.1]을 참조하면, x=6g H2O/kg(dry air)의 공기는 1 bar, 상

대습도 100%에서 t= 6℃의 이슬점을 갖는다.

하지만 이송 시스템에 유입되는 공기의 온도가 t= 46℃이며 등온상태로 이송이 이뤄진다면, 공기는

같은 온도로 시스템을 빠져나갈 것이다.

이송공기의 조건, t= 46℃, x= 6g H2O/kg(dry air)을 그림14.1에 치환해서 넣으면 우리는 φ = 0.1 =

10 %의 상대습도 곡선과의 교차점을 얻을 수 있다.

이러한 이유로 기존의 장치는 추가건조장치의 필요 없이 전체적으로 안전한 이송조건들을 확보할 것

이다.

14.3 산업용 진공 시스템 설계

14.3.1 서론

산업재해 최소화의 중요성에 대한 인식고조가 산업용 진공 시스템의 사용에 대한 관심을 증가시키는

결과로 나타났다. 이 시스템들은 일반적으로 정기 정비기간 동안 기름유출 혹은 보일러 청소 등과

같은 간헐적인 부하를 취급하도록 설계 되었다.

이런 시스템들의 설계를 위한 많은 기법들이 있지만, 이런 류의 시스템들은 분체의 존재를 조금만

느낄 수 있을 정도의 극히 낮은 저밀도상으로 운전되며 대개의 경우에서 공기만 있는 상태로 고려해

서 설계된다.

많은 이런 류의 시스템들이 비교적 복잡한 배관 네트웍, 인입구, 밸브, 청소공구, 프렉시블 호스 등의

요소들을 포함하고 있기 때문에, 정형화된 설계과정은 이들이 시스템에 미치는 다양한 손실인자들을

고려해서 반영하도록 추천되고 있다. 여기에서 제안되는 설계과정은 높은 신뢰성이 증명되고 시험되

었으며, 순수론자에게는 전혀 수용되지 않을 수도 있는 내용들은 일련의 기본 전제조건을 이용하여

대체적으로 단순화 하였다.

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14.3.2 설계 철학(방향, 원리, 원칙 등을 포함하는 개념: 譯者 註)

변함없이, 시스템에서 가장 큰 압력손실은 시스템의 메인 배관 혹은 분기관에 설치되는 인입구와 청

소공구를 연결해주는 플렉시블 호스와 청소공구에서 일어난다. 설계과정에서 첫 번째 기본전제는 각

공구와 플렉시블 호스 어셈블리에 이 산업용 진공 시스템의 어떤 위치에서도 동일한 풍량이 인입되

는 것을 가정하는 것이다.

보통의 용도에서는, 인입구 위치에 따라 야기되는 압력손실의 변화는 미미하며, 이러한 가정이 수용

될 만한 정도임이 증명되었다.

[표14.1] 산업용 진공시스템에서 청소공구/호스의 최대, 최소 풍량과 압력손실

N.O 용도 공칭치수

(공구:D/호스:L)

최소풍량과 압손 최대풍량과 압손

V(㎥/min.) Δp(kPa) V(㎥/min.) Δp(kPa)

1 작업대(Work & Lab. Bench) D=25mm

1.13 8.43 2.27 27.5 L=2.4m

2 크린룸 또는 유사 청정지역 D=40mm

1.7 10.76 2.83 28.27 L=15.2m

3 보통의 산업현장 D=40mm

2.27 18.4 2.83 28.27 L=15.2m

4 산업용 고진공 D=40mm

2.55 12.73 4.25 32.87 L=7.6m

5 궤도차량, 선박의 고성능 청소 D=50mm

3.96 13.93 6.23 32.53 L=15.2m

6 고진공, 고성능 청소 D=50mm

5.1 12.77 8.5 32.00 L=7.6m

시스템의 선택은 아래 2가지 조건에서 요구되는 공기의 풍량에 대한 평가에 근거한다.

(a) 사용할 인입구에 들어가는 최소풍량의 평가. 이 값은 예상되는 용도에 따라 결정되고 [표

14.1]에 따라 선택된다. 저압손실이 발생하는 공기인입 배기장치의 수는 그래서 확보된다.

(b) 2번째 조건은, 사용하는 각 인입구의 최대풍량에서 확보된다.

이렇게 확보된 2조건들은 상업적으로 유용한 배기장치의 성능곡선상의 부하곡선으로 그려질 수 있

다. 배기장치의 성능곡선과 부하곡선간의 상호작용은 적절한 배기장치와 구동모터를 선택을 용이게

한다.

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14.3.3 설계과정

특정 시스템에 필요한 공기풍량과 진공압력의 평가는 아래 일련의 과정으로 단순화 될 수 있다.

(a) 인입구의 수와 배관, 분리 및 배기장치의 위치를 결정하라.

(b) 인입구 위치, 체결부품의 종류와 위치정보가 있는 각 분기관과 주 배관의 길이, 분리장치와

배기장치의 위치 등을 나타내는 충분히 상세한 스케치 도면을 작성하라.

(c) 가장 먼 인입구에서 출발해서 배기장치를 향해 체계적으로 진행하여 가장 먼 분기관과 메인

배관의 개별영역에 대한 표를 작성하라.

i. 분기관과 메인배관에서 사용되는 인입밸브의 수

ii. 45 & 90o 앨보우의 수

iii. 배관의 측정한 길이와 이에 상응하는 직경

(d) 가장 먼 인입구에서 출발해서 [표14.1]에서 필요한 시스템의 최저풍량을 그리고 [표14.2]에서

최저속도를 찾아서 이에 따라 분기관과 메인배관의 구역(길이)를 결정하라.

(e) [표14.3]을 사용하여, 메인배관과 각 분기관의 직경을 결정하고 배관 단위길이당 압력손실

(Pa/m)의 표를 작성하라.

(f) [표2.8]을 사용하여 배관 동등길이를 결정하고 공기흐름상에 위치한 45o & 90o 앨보우의 수

를 표에 작성하라.

(g) 상기(f)항의 배관동등길이에 분기관과 메인배관의 실제 측정한 길이를 더하여 총길이로 표에

기입하라.

(h) 상기(g)항에서 결정된 총길이와 상기(e)의 관로손실을 곱하여 표에 기입하라.

(i) [표14.1]에 표기된 최대풍량을 사용하여 (d)~(h)단계를 반복하여 표기하고 속도는 무시해라.

(j) 서로 연결된 관로와 분리기에서 저풍량의 경우 Δp = 1.6kPa, 고풍량의 경우 Δp = 3.3kPa의

압력손실을 인정하고 표기하라.

(k) 모든 구성요소들을 고려한 최소, 초대풍량에 대한 압력손실 합계를 결정하라. 이 압력손실은

배기장치의 입구에서의 공기유동조건을 대표적으로 나타낸다.

[표14.

(l)

(m

(n)

2] 산업용 진

배기장치

게 증가한

산된다.

여기

∶

∶

∶

∆

m) 배기장치에

한다면, 이

) 배기장치가

조건에서는

가 설치된

진공 시스템에

입구에 들어

자유공기는

기에서

표준 성능곡선

공기체적유동

인입구에 들어

일반적인 대기

∶위에서와 같

에서의 토출이

이 손실은 배기

가 운전해야

는 전체 압력

다면 다음의

번역

에 추천하는

가는 공기의

는 다양한 모양

.

∆

선들을 이용하

동.

어가는 실제 총

기압 (kPa)

같은 방법으로

이 추가적인

기장치 인입

하는 전압력

손실이 표준

수정식에 의

역 : Pneumatic Co

이송속도

의 풍량은 진공

양의 노즐속으

하여 배기장치의

총공기 유동량

로 정의된 배기

압력손실이

구 압력에 더

력을 알게 되

준성능곡선들

의해 계산되

onveying of Solid

공압 상태에

으로 들어간

의 선택을 할

량(대기압에서의

기장치의 흡입압

발생할 수

더해서 계산되

면 높이에 대

에서 선택하

어야 한다.

s – A theoretical

있으므로 팽

다. 이때의

Eq-14

수 있게 하는

의 자유공기 상

압력

있는 관로시

되어야 한다.

대한 수정이

여 사용 된다

and practical app

팽창할 것이며

풍량이 다음

4.1

는 배기장치 입

상태로 환산한

시스템을 통해

.

되어야만 한

다. 임의의 높

proach, 3rd Edition

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며 부피가 크

음과 같이 계

입구에서의

한 공기량)

해 이뤄져야

한다. 해수면

높이에 장치

n.

9

크

[그림

번역

림14.3] 강관

역 : Pneumatic Co

내 깨끗한 공

onveying of Solid

공기의 마찰손

s – A theoretical

손실 특성

and practical appproach, 3rd Edition

페이지 22 / 49

n.

9

p

p

Δ

배기장치

체적유동

점, 이

배기장치

다. 적합

해서는

에 대해

[그림 1

여기에서

pf : 배기장치

p0 : 설치현장

ΔpT : 현장에서

치 안으로 들

동율과 낮은

두 점들이 [

치의 하나 혹

합한 배기장치

높은 체적유

해서는 낮은

14.4] 배기장

에 대하여 표

장의 대기압

서 배기장치가

들어가는 체적

압력손실을

[그림14.4]에서

혹은 그 이상

치는 성능곡선

유동율 근처의

체적유동율

치의 성능곡

번역

.∆

준성능곡선들

가 운전해야만

적유동율과 배

을 나타내는 한

서와 같은 한

상의 표준성능

선들과 부하

의 부하선과

근처의 점에

곡선들

역 : Pneumatic Co

들을 사용해야

하는 총압력

배기장치가 운

한 점과 높은

한 세트의 배

능곡선들과 필

선의 교차점

교차는 성능

에서 선택한다

onveying of Solid

하는 등가 진

손실

운전해야만

은 체적유동율

기장치 성능

필히 교차하는

에서 선택된

능곡선에서 배

다.

s – A theoretical

Eq.-

공(kPa)

하는 압력손

율과 높은 압

능곡선들을 그

는 부하선이라

된다. 무겁고

배기장치를 선

and practical app

-14.2

손실을 알게 되

압력손실을 나

그리게 된다.

라 일컨는 직

큰 입자의 재

선택하고 가벼

proach, 3rd Edition

페이지 23 / 49

되면, 낮은

나타내는 한

이 점들은

직선과 연결된

재료들에 대

벼운 먼지들

n.

9

된

[사례

작동기가

작동기는

터의 관

해서 설

[해법 1

통상적

(a)

(b)

(c)

(d)

(e)

14.1]

가 언제가 한

는 플렉시블

관로길이를 갖

설계되었으며

14.2]

인 산업용으

플렉시블

) 최소 풍량

최저 압손

) 최대 풍량

최대 압손

[그림

한번은 가동할

호스와 공구

갖는 배관 배

이에 따라

로 [표14.1]을

호스 : D=40

: Ṽ=2.27m^

: Δp= 18.4k

: Ṽ=2.83 m

: Δp=28.27

번역

림14.5] 중앙집

할 수 있는 중

구가 설치되어

치도가 [그림

주배관과 분

을 참조하고

0mm, L=15.2

^3/min.

kPa

m^3/min.

7kPa

역 : Pneumatic Co

집중식 진공

중견기업의 용

어야 만 한다

림14.5]와 같

분기관의 직경

다음의 것들

2m

onveying of Solid

시스템의 배

용도에 산업

다. 현장의 조

다. 이 시스템

경이 결정되었

들이 추천된다

s – A theoretical

치도

용 진공시스

조건은 해수면

템은 배기장치

었다.

다.

and practical app

스템이 요구되

면상 대기압에

치의 최적 크

proach, 3rd Edition

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되고 있다. 각

에 2,000 미

크기를 고려

n.

9

각

번역 : Pneumatic Conveying of Solids – A theoretical and practical approach, 3rd Edition.

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시스템에서 가장 먼 지점은 A점이며 모든 계산을 위한 기준점으로 사용될 것이다.

1. A지점에서 직경 D=40mm 호스에서 출발하여 통과해야 할 최저 유동량 Ṽ=2.27 m^3/min.

은 [표14.1]에서 제시하고 있다.

2. Ṽ=2.27 m^3/min. 에서 [표14.2]를 참고하면서 [그림14.3]으로부터 직경 D=50mm 배관의 수

직상승을 위한 안전속도를 찾을 수 있다.

3. 분기관 B-C는 비교적 길고 수평관로이기 때문에 [표14.2]와 [그림14.3]에서 이 구간의 배관

직경 D=65mm의 선택이 적절하다는 것을 확인할 수 있다. 압력손실을 최소화하는 측면에서

는 직경이 클수록 바람직 하며, [표14.2]에서 추천하는 안전속도에 해당하는 직경을 선택하

는 것이 적절하다.

4. 2번째 활성 인입구로 배가되어 유입되므로 C지점에서의 최저 유동량 Ṽ=4.5m^3/min. 이다.

5. 그림14.3과 표14.2를 참고해라. 거기에서 직경D=80mm의 배관선택이 모든 구속요건들을 충

족시킬 것을 발견할 수 있다.

6. 2개의 활성 인입구를 갖고 있는 C-D분기관은 1개의 활성인입구를 갖는 2번 째 분기관과 D

점에서 교차한다. 상기 3.항에서 설명한 내용을 역으로 해석하여 2번째 분기관이 짧기 때문

에 배관의 직경D=50mm는 수용할 만하다는 것이 주지되어야 한다.

7. D지점에서, 3개의 활성 인입구들의 능력에 따라 최저공기 유동율은 Ṽ=6.8m^3/min.까지 증

가한다. 위와 같은 방법을 다시 적용한다면 D지점의 전방에 있는 배관의 직경은 D=100mm

가 되어야 충분할 것이다.

8. F지점에서, 4번 째 활성 인입구는 최저 공기유동율이 Ṽ=9.1m^3/min.으로 증가하여 유입되

고 관로직경은 D=100mm가 모든 요구조건들을 충족시킨다.

9. 상기의 분석에 근거하여, 표14.3은 시스템의 도식적인 배치를 활용하여 작성되었으며 표2.8

은 90°와 45° 앨보우가 같은 동등길이로 사용되었다.

10. 시스템의 규모가 가장 적절한 관로의 직경 항목에 근거하여 설정되었기 때문에 시스템을 통

과하는 공기유동량의 크기에 따라 발생하는 압력손실들을 고려하는 것이 필요하다.

11. 표14.4에서의 압력손실들은 분리기에서의 압력손실들과 배기장치의 토출부에 연결된 직경

D=125mm, 길이L=38m 의 배관에서 발생하는 추가손실까지 포함하여 조정되어야 한다. 여

과기에서의 압력손실로는 1.6kPa을 책정하고 표14.4의 최소최적조건을 참조해라.

Δp = 21.5 + 1.6 + 0.49 = 23.6 kPa (토출관로의 Δp=13 Pa)

최대최적조건으로는 ; Δp =32.8+1.6+0.71=35.1 kPa (토출관로의 Δp=18.8 Pa)

[표

※a A-B구간

정하였다 : Δ

[

[표14

표14.3] 중앙집

간, D=50mm 배

ΔL=2(1.07)+0.

[표2.8] 배관

4.4] 중앙집중

집중식 진공시

관의 앨보우에서

5(1.07)=2.68m

피팅류들의

중식 진공시스

번역

시스템에서의

서의 압력손실은

m.

압력손실(동

스템에서 유동

역 : Pneumatic Co

의 배관동등길

은 [표2.8]로부터

동등길이 EL:

동율과 압손의

onveying of Solid

길이에 대한

터 45°앨보우의

m로 표기)

의 상관계 요

s – A theoretical

요약

압손 동등길이는

요약

and practical app

는 90°앨보우의

proach, 3rd Edition

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1/2값으로 설

n.

9

12

13

14

. 표준상태에

p0의 획득

최소체적조

Ṽa =

Δp =

Ṽc =

최대체적조

Ṽa =

Δp =

Ṽc =

. 높이에 따

최소체적의

최대체적의

. 최소와 최

부하곡선을

에서 배기장치

이 필요하다

조건의 경우;

9.1 m^3/m

23.6 kPa

(101.325/79

조건의 경우;

11.3 m^3/m

35.1 kPa

(101.325/79

[표2.5]

른 인입구 진

의 경우; pf =

의 경우; pf =

대체적조건의

을 제공한다.

번역

치에 들어가는

다. [표2.5]로부

min.

9.95-23.6) x

min.

9.95-35.1) x

높이에 따른

진공값을 수정

= (101.325/7

= (101.325/7

의 경우에서

역 : Pneumatic Co

는 공기의 동

부터 2,000미터

x 9.1 = 16.3

x 11.3 = 25.

른 공기압축기

정하기 위해;

79.95) x 23.

79.95) x 35.

얻은 공기유

onveying of Solid

동등 체적유동

터의 p0=789

6 m^3/min

53 m^3/mi

기의 체적효

;

6 = 29.9 kP

1 = 44.5 kP

유동율과 진공

s – A theoretical

동율을 얻기

9mbar=79.9

.

n.

율의 영향

Pa

Pa

공값은 최적

and practical app

위해서는 현

95kPa.

배기장치 선

proach, 3rd Edition

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현장의 대기압

선택을 위한

n.

9

압

14.4 저

14.4.1

다음의

설명할

저압력에

를 얻기

14.4.2

귀하는

야 하는

폴리스

로타리

되어야

해수면

14.4.3

제품으로

최

프

추

저밀도상 뉴

서론

예는 저밀도

것이다. 이

에서 유리한

기 위한 일련

문제

2개의 앨보

는 저밀도 시

티롤의 특성

d = 2.5mm

ρp = 1,05

ρb = 520

밸브를 사용

하며 설계에

높이에 설치

실험관측

로 수행된 일

최대부하율,

프라우드 수

추가압력손실

뉴메틱 이

도 시스템 전

설계과정은

조건들의 정

의 기초시험

보우와 20m의

스템의 설계

은 다음과 같

m (Oval-Cyl

0 kg/m^3 (

kg/m^3 ( 벌

용하여 탄소강

에는 사이클론

치되는 것이다

일련의 시험들

μ = 5.5

, Frmin = 20

실계수, λZ =

[그

번역

송시스템 설

체를 구체화

6장에서 설

정확한 정의에

들이 수행되

의 수직관로를

를 해야한다

같다;

lindrical Sha

( 입자 진밀도

벌크밀도 )

강 배관으로

론 분리기의

다.

들에서 다음의

5 x 10-2

그림 14.6] 이

역 : Pneumatic Co

설계 (방법

화하기 위한

명된 기술에

에 근거한다는

되었다는 가정

를 포함하여

다 (그림14.6).

ape: 타원막

도 )

재료를 이송

크기도 포함

의 정보들이

이송시스템의

onveying of Solid

법1)

매개변수들을

에 기초할 것이

는 것이 강조

정에 근거한다

120m의 거리

.

대형)

송해야 한다.

함되어야 한다

최저압력곡

배치도

s – A theoretical

을 계산할 때

이다. 여기에

조되어야 한다

다.

리를 3.9 tph로

이 시스템은

다. 이 시스템

선으로부터

and practical app

때 채택되는 설

에 제시되는 기

다. 이 예는

로 폴리스티

은 가압시스템

템은 주변온도

입수되었다:

proach, 3rd Edition

페이지 28 / 49

설계과정을

기술들은 최

필요한 정보

롤을 이송해

템으로 운전

도 T=20℃의

n.

9

보

해

번역 : Pneumatic Conveying of Solids – A theoretical and practical approach, 3rd Edition.

페이지 29 / 49

14.4.4 배관직경의 평가

배관의 직경은 최저압력에서 유리한 조건들을 사용하기 위해 평가될 수 있다. μ와 Fr을 사용하여 다

음의 식을 얻을 수 있다:

/

. .----- (Eq.14.3)

여기에서

Fr = Frmin

= 분체의 질량유동율(t/h)

= 주변조건에서의 공기밀도, 즉 진공시스템의 흡입, 가압시스템의 배출시의 공기밀도(그림6.22)

배관직경의 정의를 위해 Eq.14.3을 사용한다:

. .

.

. .

이 값은 파이프의 표준규격 범위에 있으며 이 경우 100mm 배관이 최근접 크기의 배관으로 선택된

다. 그러므로 D= 100mm. 선택된 배관의 직경은 압력손실은 고려치 않고 첫번째 평가에 근거한다.

반복적인 접근은 배관직경의 최종선택을 도울 것이다.

14.4.5 압력강하의 평가

Δp = ΔpL + ΔpA + ΔpZ + ΔpG + ΔpB + ΔpC

여기에서

ΔpL : 공기에 의한 압력손실(Eq.2.44)

ΔpA : 가속도에 의한 압력손실(Eq.6.71)

ΔpZ : 수평, 수직구간에서 분체에 의한 추가적인 압력손실(Eq.6.38). 이는 수평과 수직관로 양쪽 모두에서 λZ가 같다고 가정한 것이다.

ΔpG : 중력에 의한 상양(上揚) 압력손실(Eq.6.72), 이는 수직관로에 만 고려된다.

ΔpB : 앨보우에서의 압력손실(Eq.4.83)

ΔpC : 사이클론에서의 압력손실( 10장 )

첫 번째 접근과 마찬가지로, 시스템에서의 압력손실은 사이클론 압력손실 ΔpC=10mbar를 가정함으

로써 평가할 수 있다.

번역 : Pneumatic Conveying of Solids – A theoretical and practical approach, 3rd Edition.

페이지 30 / 49

(a) 공기만의 압력손실, ΔpL

∆∆

여기에서

λL =0.316/Re0.25 (Eq.2.44)

Re = vD/v (Eq. 2.40)

Kinematic Viscosity(동점도) v = η/ρ = 15.1x10-6 m2/s (표2.6)

공기질량유동율;

3,9005.5

709.1 /

공기속도;

v3,600

709.1 41.2 3,600

D=100mm, v=20.9m/s 의 경우;

Re =0.138 x 106

λL = 0.0164

L = 100+20=120m (총길이)

ΔpL = 0.0164 x (1.2/2) x 20.92 x (120/0.1)=5157.9Pa

(b) 가속도에 의한 압력손실, ΔpA

ΔpA = μv1ρ1c (Eq. 6.71)

이 경우에 주목해야 한다. V1과 ρ1이 유용할 수 없으므로 이 시스템은 배관라인 끝단에서 지배적인

조건들을 사용하여 설계될 것이다. 즉, v1 = v0 와 ρ1=ρ0 인 비압축성 유동으로 가정하여….

입자크기 d=2.5mm의 경우에 [그림6.26a]를 사용하여;

c/v = 0.5

v = 20.9m/s, c = 10.45m/s 면

번역 : Pneumatic Conveying of Solids – A theoretical and practical approach, 3rd Edition.

페이지 31 / 49

Δpa = 5.5 x 1.2 x 20.9 x 10.45 = 1,441.5 Pa

(c) 분체의 존재로 인한 추가적인 압력손실, ΔpZ

이 예는 λZv = λZh 즉, 분체로 인한 추가압력손실계수가 수평관로와 수직관로에서 동일하다는 가정하

에 계산되었다는 것을 주지해야 한다. 실제적으로 λZh > λZv 이기 때문에 안전하게 λZh를 채택하였다.

Eq.6.38로부터;

∆2

∆5.5 5 10 20.9

1200.1

8648.8

여기에서 λz = 5 x 10-3 은 실험적 관측에서 취득한 것이다.

(d) 상양(上揚) 압력손실, ΔpG

Eq.6.72로부터;

ΔpG=ρ*gΔZ

이라면, ∗⁄

. .

.13.2

ΔpG = (13.2)(9.806)(20)=2588.9 Pa

(e) 앨보우 압력손실, Δpb

Eq. 4.83으로부터;

∆∆

2102 .

앨보우 반경 Rb=7D=700mm 로 가정. 그러면 상기 (c)항의 관로길이 120m의 경우, Δpz=8,648.8 Pa

고로, 단위길이당 Δpz = 72.1 Pa/m

90도 앨보우 압력손실의 동등길이 ;

ΔLeq = 2πRb/4 = 2π(0.7)/4 = 1.1 m

Δpzbend = (72.1)(1.1) = 79.3 Pa

∆ 79.3 2102 0.70.1

.

800.7

해당 시스템에 2개의 앨보우가 있으므로:

번역 : Pneumatic Conveying of Solids – A theoretical and practical approach, 3rd Edition.

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Δpb = 1,601.4 Pa

(f) 총압력손실( 첫번째 반복 )

Δp = 5,157.9+1,441.5+8,648.8+2,588.9+1,601.4+1,000

여기서 10mbar ≒ 1,000 Pa. 그러므로 Δp = 20,438.5 Pa = 20.44 kPa.

(g) 프라우드 수 평가

배관직경에 대한 첫 번째 평가를 최저 프라우드 수 기준으로 맞출 것인지 확인하기 위하여;

Fr1 > Frmin

공급지점에서:

P1 = p0+Δp=100+20.44=120.44kPa

( 주지사항: p0=100kPa로 가정되었고 p0=101.325kPa는 아니다.)

ρ1 = p1/RT

등온조건 t1=20℃를 가정,

ρ1 = 120.44(100) / 287 x 293.15) = 1.43 kg/m3

초기속도 v1 :

3600

709.1 40.1 1.43 3600

17.54 /

프라우드 수 Fr1 :

.

17.510.1 9.806 . 17.51 0.1 98.06

.17.68

Fr1 < Frmin 이기 때문에, 시스템은 이 직경의 배관을 사용할 수가 없다.

(h) 2번째 반복

설계자는 분체의 질량유동율 = 3.9 / 을 유지하는 동안 프라우드 수 관계성을 충족시킬 수 있

는 유용한 2가지의 대책을 마련한다 :

I. 비슷한 배관직경의 선택

II. 질량부하율 μ 의 감소.

번역 : Pneumatic Conveying of Solids – A theoretical and practical approach, 3rd Edition.

페이지 33 / 49

상기 2 옵션은 초기 프라우드 수, Fr1 > Frmin. 가 될 수 있도록 할 것이다. 첫 번째 반복에서 최저 프

라우드 수보다 약 12% 낮은 프라우드 수를 도출했으며, 불확실성에 대한 보완으로 추가적으로 18%

를 더 고려하므로써 공기의 질량유동율도 30% 증가될 것이다. 고로 프라우드 수는 30% 증가 된다.

922 /

이것은 아래 데이터를 유도한다:

V0 = 27.27 m/s

Fr0 = 27.44

Μ = 4.23

실험적 데이터로부터 λz = 4 x 10-3

상기 데이터를 사용하여 다음의 항목들을 계산 하였다.

λL = 0.0153

ΔpL = 8132.1 Pa

ΔpA = 1872.9 Pa

Δpz = 8993.2 Pa

ΔpGv = 1991.0 Pa

Δpb = 1664.8 Pa (2-앨보우)

Δp = 23654.0 Pa

이 정보들을 이용하고 상기와 같은 과정을 거쳐 다음의 결과들을 도출했다:

Ρ1 = 1.58 kg/m3

V1 = 20.64 m/s

Fr1 = 20.84

고로 Fr1 > Frmin. 이므로 시스템은 정상 운전될 것이다.

이 예에서 사용된 단순화 가정들이 수평 관로들의 대세 상황들을 수용할 수 있다는 사실을 주지하여

야 한다. 수직 관로의 비율이 높은 경우에는 각 Eq.6.54와 같이 λz*를 필수적으로 계산해야 한다. 독

자는 수평과 수직유동(스티로포르의 경우)에 대한 상태도표과 속도비를 각각 보여주는 그림6.7과 그

림6.26을 고찰하는 것이 추천된다.

14.4.6

시스템의

7.4.3의

가정한

분체의

[Fig. 7.9

로타리 밸브

의 총공기 요

내용을 참고

이송 압력

체적 유동율

9(a)] 로타리

브의 누출

요구량은 로타

고하라;

: 1.25 x 105

율 :

에어롴의 체

번역

타리 밸브를

Pa.

체적공급효율

역 : Pneumatic Co

통한 누출량

7.5

율 (AMD Serv

onveying of Solid

량이 감안되어

vice, 남아공)

s – A theoretical

어야 한다. 다

)

and practical app

다음의 정보들

proach, 3rd Edition

페이지 34 / 49

들은 단원

n.

9

[Fig. 7.9

9(b)] 로타리 에어롴의 선

번역

선택도표 (AM

역 : Pneumatic Co

MD Service,

onveying of Solid

남아공)

s – A theoretical and practical appproach, 3rd Edition

페이지 35 / 49

n.

9

번역 : Pneumatic Conveying of Solids – A theoretical and practical approach, 3rd Edition.

페이지 36 / 49

상기 [Fig. 7.9(a), (b)]로 부터 :

밸브 직경, Dv = 250mm.

밸브 길이, Lv = 300mm.

밸브 속도, Vs = 15 rev/min.

로터 측면과 끝단 틈새, 0.13mm.

그러면, Pα / Pω = 1.25, k=0.88( 보간법으로, 예 7.1 참조 )

이런 이유로 k=0.88-0.2=0.68

로터 누출면적 : A = 1(0.3)(0.13x10-3)+2(0.25)(0.13x10-3) = 0.000078 + 0.000655= 0.143x10-3m2

틈새 누출량 (Eq.7.7) :

∗ 0.6 2∆ (0.6)(0.68)(0.143x10-3)[2(0.25x105)/1.45]1/2 x 60 = 0.66m3/min.

여기에서 ρα = 1.45 kg/m3

운반상부누출(Carry-Over Leakage) :

∗ 0.25 0.3 15 0.22 .⁄

총공기 누출량 : ∗ ∗ ∗ 0.66 0.22 0.88 .⁄ @ 1.25 bar

이는 표준상태 공기량으론 1.1 m3

∗ 66 ⁄ by free air

0.88 1.45 60 76.56 ⁄ 77 ⁄

총 공기요구량 :

922 77 999 .⁄

14.4.7 사이클론의 선택

피이송물이 미립자없이 큰 입자들로 이뤄져 있으면 가스-분체 분리는 사이클론이 효과적으로 사용될

수 있다;

(a) [Fig.10.12]를 사용하고 기하학적 크기 Z*/Di = 10 선택, 압손 Δpc ≒ 10 mbar의 사이클론 Ⅱ 타입

선택.

(b) 공기 체적유동율 사용, .

768.3 .⁄

(c) [Fig

(d) 압력

g.10.10a]에서

력손실 Δpc=

[Fig.10.10]

서 78.3

10mbar에 대

가스체적 유

번역

.⁄ 사용

대해 [Fig.10.

유동율의 함수

역 : Pneumatic Co

용하여 크기

14]로부터, 인

수로써 경계

onveying of Solid

4를 선택, 경

인입속도 Vα

입자크기 : (

s – A theoretical

경계입자크기

α =12.5 m/s

(a) Ⅱ타입, 접

[Fig. 10.12]

의 함수로써

and practical app

기 d* = 6μm

(Ⅱ 타입, 사

접선형 사이클

접선형 사이

써의 압력강하

proach, 3rd Edition

페이지 37 / 49

.

사이즈4)

클론.

이클론 크기

하

n.

9

[Fig. 10

Chap.1

야 한다

14.5 저

14.5.1

단원14

요로 한

밀도 시

웨버의

의해 평

에, 미세

실증적

할 수

14.5.2

가압모드

수 있다

0.14] 접선형

0. 에서 설명

다. 직경 d=2

저밀도상 뉴

서론

.4에서 설명된

한다. 웨버는

시스템의 설계

기술은 폴리

평가되어 왔다

세분말에 대해

데이터를 필

있는 예상치

문제

드로 밀을 이

다.

사이클론 인

명된 과정들을

2.5mm 분체의

뉴메틱 이송

된 설계과정

확실하고 근

계방법을 설명

리에틸렌 팰릿

다. 이 방법은

해서는 일련의

필요로 하는

를 설계자에

이송하는 저밀

번역

인입속도의 함

을 사용하여

의 경우, 사이

송시스템 설

들은 시스템

근본적인 이송

명하고 있다.

릿의 저밀도

은 그래뉼 재

의 불일치성

이 기술은 신

제공하는 쓸

밀도 이송시스

역 : Pneumatic Co

함수로써의 압

선택된 사이

이클론이 과평

설계 (방법

템의 압력손실

송특성들을 획

이송에서 획

료들에서는

들이 관찰되

신중하게 사용

쓸모있는 기술

스템의 압력강

onveying of Solid

압력강하

이클론이 고효

평가되는 것을

법2)

실을 계산하기

획득하기 위해

획득한 실험적

우수한 관계

어 왔다.

용되어야 만

술이다.

강하 계산이

s – A theoretical

효율을 제공할

을 볼 수 있

기 앞서 실험

해 많은 선택

적 데이터를

계성을 제공하

하며, 첫 번

요구된다.

and practical app

할 것이란 사

다.

적 데이터의

택도표들을 사

사용하고 있

하는 결과를

번째 근사치가

다음의 정보

proach, 3rd Edition

페이지 38 / 49

사실을 주지해

정의를 필

사용하는 저

있는 저자들에

보이는 반면

가 매우 유익

보를 이용할

n.

9

해

에

번역 : Pneumatic Conveying of Solids – A theoretical and practical approach, 3rd Edition.

페이지 39 / 49

1 피이송 재료 밀(알곡)

2 필요이송능력

(=질량유동율) 324 .⁄ 0.09 ⁄

3 입자 밀도 ρp =1,400 kg/m3

4 입자 직경 d = 2mm

5 배관 내경 D =40mm

6 배관 수평거리 L = 16m

7 배관 수직거리 Z = 6m

8 혼합비 μ = 4.85

9 배관에 대한 공기의

마찰계수 λL = 0.02

10 배관에 대한 재료의

마찰계수 λ*Z = 0.002

11 공기 밀도 ρ = 1.23 kg/m3

12 앨보우 상수 B = 0.5

13 앨보우 수 2

14.5.3 해법

(a) 이송 속도 ; Eq. 6.13 μ ⁄ 으로부터,

μ

그래서, v (0.09)(4)/[π(0.04)2(4.85)(1.23)] = 12 m/sec.

(b) 침강속도(wfo) ; 이 기술에서 침강속도는 입자밀도 ρp를 매개변수로 하는 입자직경, d의 함수로

침강속도, wfo 를 그린 도표들로부터 획득 되었다.

[Fig. 14.7.a & b]는 입자크기가 각각 1μm ≤ d ≤ 100μm, 그리고 100μm ≤ d ≤ 10,000μm 범위에 있는

구형의 입자들이 정적인 공기중에서의 침강속도를 나타내고 있으며, 뉴메틱 이송 시스템은 물론이고

입자 형태에 따라서도 명백하게 종속적이고, 입자와 입자 상호작용 또한 침강속도에 필수적으로 고

려되어야 한다.

입자형태의 영향은 Eq. 3.13. Ψ π 에서 구형인자를 사용하여 설명된다 침강속도에 대한 구

형인자의 영향은 도표로 [Fig.14.8]에서 설명되며, 구의 경우 Ψ = 1 란 점을 주지해야 한다.

[Fig. 14.7.b]에서 입자 사이즈, d=2mm, 입자 밀도, ρp=1,400 kg/m3 일 때, 침강속도, wfo = 8 m/s. 이

다.

[Fig.

번역

14.7.a] 정적인

역 : Pneumatic Co

인 공기중에서

onveying of Solid

구형입자들의

s – A theoretical

의 침강속도.

and practical appproach, 3rd Edition

페이지 40 / 49

n.

9

배관직경

배관 속

타낸다.

입자의

여기에서

경의 영향을

속에서 입자가

.

자유낙하 속

서 wf 는 입

[Fig.

설명하기 위

가 떨어지는

속도는 입자와

Wf/

자의 실제침

번역

14.7.b] 정적인

위해 [Fig. 14

경우에 입자

와 배관의 직

wfo = 1-(d/

강속도, wf =

역 : Pneumatic Co

인 공기중에서

4.7]에서 획득

자들의 체적

직경의 다음 관

/D)2

= 8[1-(3/40

onveying of Solid

구형입자들의

득한 자유낙하

만큼 치환되

관계식에 따

------

0)2] ≒ 8 m/s

s – A theoretical

의 침강속도.

하 침강속도는

는 가스는 추

라 감소된다

(Eq. 14.4)

sec.

and practical app

는 수정되어야

추가적인 억제

다.

proach, 3rd Edition

페이지 41 / 49

야 만 한다.

제효과를 나

n.

9

(c) 배관

충돌과

여기에서

다( 위에

[표14

그러므로

공기의

[Fig. 14

[Fig. 14

Fr과 함

수직과

그러면

관 내부표면에

마찰, λ*z 로

서 λ*z 는 실

에서 설명된

4.5]로부터 λ

로

흐름 속에서

.9]가 작성 되

4.9]는 입자들

함께 나타내고

수평 양쪽의

프라우드 수

Fr

에 대한 입자

로 인한 추가

실험 관측값들

기술은 단원

*z = 0.0024을

서의 분체유동

되었다.

[표14.5] 재

들의 존재로

고 있다.

의 조건들이

수 ;

= v/(gD)1/2

(c/βv)/Fr2

번역

자의 마찰계수

가적인 압력강

⁄ 1

들로부터 획득

원6.7.6에서 λ

을 얻고, Eq.

1 8 0.002

v = 12

동으로 인한

료별 배관내

인한 효과적

[Fig. 14.9]에

2 ------→

= (8.4/8)(3

역 : Pneumatic Co

수, λz

강하 인자는

∗

득한 것이다.

λ*z 를 획득하

14.5를 사용

24/ 2 9.81

m/sec. , c

배관내 추가

내 재료유동에

적인 마찰계수

에 제시되어 있

Fr2 = v2/(g

367) =385, [

onveying of Solid

다음의 관계

---- (Eq

λ*z 의 통상적

하는 방법과

용하여.

1 0.040 ⁄

= 8.4 m/se

가적인 압력강

에 따른 마찰계

수, λz 의 변화

있다.

D) = 144/(9

[Fig.14.9]로부

s – A theoretical

식으로부터

q. 14.5)

적인 값들은

비교되어야

⁄ 0.7

c.

강하 인자 λz의

계수, λ*z의

화를 매개변수

9.81)(0.004)

부터 λz = 0.

and practical app

획득된다.

[표14.5]에

한다. )

의 획득을 위

개요.

수인 λ*z와 프

) = 367

.007

proach, 3rd Edition

페이지 42 / 49

기재되어 있

위한 용도로

프라우드 수

n.

9

있

(d)

①

②

③

④

압력손실

① 가속도에

ΔpA = ΔpA

= 88

② 상양(上揚

ΔpG = (1+

③ 마찰에

을 분리

Δp = ΔpL +

④ 앨보우에

Δpb = B(1+

에 의한 압력

Agas + ΔpAsoli

+ 601 =689

揚) 압력손실

+μ)ρgZ = (1+

의한 압력손

하고 있다.

+ ΔpZ = ρv2

에 의한 압력

+μ)ρv2/2 = (

번역

손실(Eq. 6.7

ds = ρv2/2 +

Pa ---

실; 분체의 상

+4.85)(1.23)(9

손실 : 웨버기

(λL + μλZ)/2D

손실 :

(0.5)(1+4.85)

역 : Pneumatic Co

70 참조)

+ μvρc = (1.2

--------------

상승에 따른 압

9.81)(6) = 42

술은 가스와

D = (1.23)(14

)(1.23)(122)/2

onveying of Solid

[Fig. 14.9]

분체의 마찰

23)(122)/2 +

--- (Eq. 14.6)

압력손실

23 Pa -------

와 분체 각 요

44)(16+6)[0.

2 = 259 Pa

s – A theoretical

수직, 수평

찰계수, λz.

(4.85)(12)(1.

)

------- (Eq. 1

요소들에 의해

02+485(0.00

and practical app

뉴메틱 이송

.23)(8.3)

14.7)

해 기여되는

07)]/(2x0.04)

proach, 3rd Edition

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송시, 배관내

압력손실들

= 2,627 Pa

n.

9

⑤

14.6 저

14.6.1.

저밀도상

에 의해

가 있을

모든 방

크기를

14.6.2

⑤ 총 압력

ΔpT = 689

저밀도상 뉴

서론

상 시스템의

해 초기에 개

을 것이다. 예

방정식들이 풀

결정하는데

문제

손실 :

+ 601 + 42

뉴메틱 이

압력강하를

발된 이 기술

예를 들어, 배

풀릴 수 있다

특히 유용할

번역

23 + 259 = 4

송시스템 설

를 계산하는 대

술은 배관직경

배관직경이 시

다는 것이다.

할 것이다.

역 : Pneumatic Co

4,599 Pa

설계 (방법

대체방안이

경을 종속함수

시스템 설계에

이러한 접근

onveying of Solid

법3)

다양한 자료

수로 다양한

에서 마지막

근은 선택해야

s – A theoretical

들로부터 유

방정식들이

인자로써 사

야 할 가스원동

and practical app

유도 되었다.

이 풀릴 수 있

사용될 수 있

동기에 따라

proach, 3rd Edition

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힌클(Hinkle)

있으므로 쓸모

있는 형태로

시스템의

n.

9

모

번역 : Pneumatic Conveying of Solids – A theoretical and practical approach, 3rd Edition.

페이지 45 / 49

[Fig.14.10]에서 보여주는 경로를 따라 10tph의 유동율로 폴리에틸렌 그래뉼들을 이송하는 것이 요구

된다. 공기냉각기 없이 루츠블로어가 사용될 것이다. 스트리머(엔젤헤어 발생)를 방지하기 위해 토출

구에서의 최고공기속도는 28m/sec. 이하로, 최고 공기온도는 75℃이하로 관리한다. 입자들은 실린더

길이 2mm, 직경 2mm로 가정한다. 입자의 비중은 0.92. 대기압하에서 인입공기 최고온도는 30℃, 그

리고 75℃에서의 공기밀도는 0.96kg/m^3. 표면거칠기 k=0.25의 거친 파이프(스트리머를 방지할 수

있는)로 가정. 수용할 만한 압력손실을 제공할 최소직경의 배관을 찾는다. 공기냉각기는 추가적으로

설치되지 않는다.

14.6.3 해법

(a) 75℃에서의 블로어가 공급할 수 있는 최고압력.

단열압축 과정에서 상승하는 온도에 대한 보일-샤를의 법칙으로부터,

⁄

여기에서

n=1.4, T1=273+30=303K, T2=273+75=348K,

348/303=(p2/p1)0.285 ← p2/p1=(1.15)3.5 = 1.62

대기압 p0 = 101.3kPa 이므로

블로어 공급압력 = 1.62 x 101.3 = 164.106 kPaabs = 62.8 kPaguage

(b) 입자특성에서 도출된 데이터

(1) 상당직경: 실린더형 입자의 상당직경은 동일한 체적을 갖은 구형입자의 직경으로 정의된다.

----- (Eq. 14.8)

여기에서

ds : 구(球)의 직경, dc : 실린더의 직경, h : 실린더의 높이

그러므로

.

번역 : Pneumatic Conveying of Solids – A theoretical and practical approach, 3rd Edition.

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(2) 형상인자

직경 인구 球 의표면적

직경 ,높이 인실린더의표면적

.⁄

.

(3) 견인계수 : 실린더형 입자의 견인계수( 페티존과 크리스티안센 )

. . . . . . . .

(c) 입자속도 : 힌클 기술은 입자속도를 다음같이 표시하기도 한다.

. . . ---- (Eq.14.9)

c/v = 1-0.008(2.29)0.3(920)0.5=0.69 ( d=mm, ρp=kg/m3 )

(d) 입자마찰인자 : 입자마찰인자 λz*(Hinkle)은 다음과 같이 정의 된다.

∗. . .

..

여기에서 는 검토중인 구간의 중간점에서의 계기압이다. 이 예에서 p 0.96 것과 같이 배관

레이아웃의 각 구간별 평균압력에 ρ가 비례한다는 것을 주지해야 한다.

(e) 압력강하 관계성 : 압축성을 설명하는 것과 배관을 통과하면서 공기속도가 증가함에 따라 공기밀

도는 감소한다는 사실을 인정하는 것으로 압력강하는 배관의 각 구간별로 계산된다. 여러 가지 압력

강하 계산식들이 배관직경의 영향을 조사하는 과정을 단순화 하는 것과 같이 배관직경의 항목들로

모두 표현된다. 분체의 혼합비는 Eq.6.13 - μ ⁄ 로 부터 다음과 같이 표현될 수 있

다.

.

. . ⁄

(1) 구간별 전압 강하 :

∆ ∗

. .

..

. ----- (Eq. 14.10)

노트: 중력의 영향은 무시, ∗ ⁄

번역 : Pneumatic Conveying of Solids – A theoretical and practical approach, 3rd Edition.

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(2) 가속도 압력손실 :

∆ .

⁄. / ----- (Eq.14.11)

(3) 상양 압력손실 :

∆ . .

.. / ----- (Eq.14.12)

(4) 굴곡부 압력손실 :

∆ / ----- (Eq.14.13)

B=0.5 이면 ∆ 0.25 1 0.25 1 1

μ 0.13⁄ , 28 ⁄ 이므로,

∆ ..

. ⁄. . .

각 구간별 평균압력 의 경우에, 첫 번째 근사값으로 압력강하는 실제 배관길이에 선형적 비례관계

로 변한다는 것을 가정한다. 그러면 [Fig.14.10]의 전체 시스템의 0.62기압(=0.6282bar = 0.64kg/cm^2)

압력강하의 경우는 다음과 같다.

5~6구간 평균압력 = 1 .0.62 1.037

4~5구간 평균압력 = 1 0.62 1.099

그래서, 어떠한 구간에서도

평균압력 1 0.62

여기에서 x는 토출지점 6에서의 거리(by meters).

3~4구간 평균압력 = 1.223 bar

2~3구간 평균압력 = 1.384 bar

1~2구간 평균압력 =1.533 bar

(f) 배관직경 변화의 영향 : 150mm 직경의 배관으로 시작하고 압력강하 요소들은 [표14.6 & 14.7]에

서와 같이 도표화 될 수 있으며 압손이 60kPa을 초과할 경우에는 전반적인 점검이 이뤄져야 한다.

추가적인 압력손실들은 피이송물의 불규칙한 유동율도 고려되어 져야 할 뿐 아니라 필터, 소음기와

분리장치 등에 대해서도 포함되어야 만 한다.

주지

(1)

(2)

(3)

있

(4)

다.

고

지되어야 할

가속도 압력

D=120mm

D=110mm

다.

가속도 압력

.( 0.96은 주도

있다.

항목들:

력강하는 계산

배관은 압력

배관 또한

력손실과 별도

도 분위기의

번역

산과정에 오

력손실에 있어

수용될 만한

도로 모든 기

공기밀도) 또

역 : Pneumatic Co

직 한번만 고

어 (60-42)=1

한 압손을 일으

기타 압력손실

또 모든 항목

onveying of Solid

고려되어 져야

17.1 kPa의 여

으키지만, 스

실들은 평균압

목들은 v에서

s – A theoretical

야 한다.

여유공차를 갖

트리머(엔젤

압력 0.96

⁄ 로 대체

and practical app

갖는다.

헤어) 발생을

을 고려해야

체된 공기속

proach, 3rd Edition

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을 일으킬 수

야 한

도를 포함하

n.

9

하