공부중

대체로 Control 밸브로 Globe, Ball, Butterfly, Diaphragm 밸브가 Control용으로 많이 사용되고 있습니다.

그러나 밸브마다 압력회복이 다르기 때문에 밸브의 종류에 따라서 Cv가 같더라도 유량은 같지 않으며 밸브 종류에 따라 수십 %정도 차이가 있는것도 있습니다.

유체가 밸브의 제일 좁은 부위를 통과할 때 유속은 증가하며 증가한 만큼 압력은 감소합니다. 제일 좁은 부위를 통과한 유체는 흐르는 힘에 의하여 좀 더 수축되는데 이 부위를 수축부(Vena Contractor)라 합니다.

이때에 유체의 단면적과 압력은 최소가 되고 유속은 최대가 됩니다. 이 수축부를 지나면 압력과 유속은 다시 회복됩니다. 그러나 회복율은 밸브마다 다른데 이것을 밸브의 압력회복 계수(FI)라 합니다. 

Fl=((P1-P2)/(P1-Pvc))^0.5

Fl : 압력 회복계수

P1 : 입구 압력

P2 : 출구 압력

Pvc : 수축부 압력(Super Cooled Vapor Pressure)

Ball 이나 Butterfly 밸브는 압력회복이 Globe 밸브에 비하여 크기 때문에 저압에서는 Flashing이나 Cavitation 이 발생하기

쉽습니다. 예를 들어 Globe 밸브와 Butterfly 밸브를 비교했을때  두 밸브의 Cv가 같다면 측정된 차압이 달라도 유량은 같아야 합니다. 그런데 Cavitation, Flashing 현상이 일어난다면 실제 유량은 전혀 다르게 나타날 겁니다.

자 그럼 오늘의 가장 중요한 포인트! Cavitation과 Flashing을 방지하기위해선 어떻게 해야 할까요?

Cavitation은 먼저 고려해 보면

 ① 가능하면 dP 값을 적게 가져가는 겁니다. 

 ② 계산치보다 큰 구경을 선정 하고

 ③ 차압을 순차적으로 감소 시킬수 있게 밸브를 여러개 설치합니다.

 ④ 액체의 포화 증기압 이상이 될 수 있도록 밸브를 가능한 한 낮은 곳에 설치하여 수두를 크게 가져 가거나, 

     공정 압력을 올립니다.

Flashing은 유체의 증기압보다 낮고 회복된 압력도 유체의증기압보다 낮아 밸브출구측에서 Vapor가 발생하는 겁니다. 이 현상을 Flushing이라하며 이 증기가 액체와 같이 흘러 실제유량은 상대적으로 적어짚니다..따라서 계산상 Cv는 Flashing 일 때에는 반드시 보정해 주어야 합니다.

Dead Band :

출력신호에서 개시되어 식별되는 변화와 상관없이 방향 전환에 따라 입력신호가 변화 될 수 있는 범위.

Dead band는 모든 장치에 적용할 수 있는 일반 현상에 붙여진 이름이다.

밸브 조립체에 경우, 컨트롤러 출력(CO)은 밸브 조립체 및 공정 변수(PV)에 입력되고, 위 그림과 같이 출력된다.

Dead band 용어를 사용할 때는, 입력 및 출력 변수가 식별되는 것이 필수적이며, 모든 test는 fully loaded 조건하에서 Dead band를 측정한다.

Dead band는 통상적으로 입력 범위의 percent(%)로 표현된다.

위의 그림은 P&ID(piping & instrument diagram)에서 많이 봤었죠?

출처 : Control valve handbook, Fourth Edition, Emerson process management.

아래의 내용은 네이버에서 찾은 내용이에요. 참고하세요.

불감대 [dead band, 不感帶]
프로세스나 계측, 제어 시스템 또는 장치 등은 어느 크기의 입력 변화를 주면 그에 따라서 출력의 변화를 볼 수 있다. 그러나 입력의 변화량을 점차 작게 해 가면 어느 변화량 이하에서는 결국 출력측에 아무 변화도 나타나지 않는 대역에 이른다. 이와 같이 출력측의 변화량이 전혀 감지할 수 없게 되는 입력 변화량의 유한 범위를 불감대라고 한다. 이 특성을 의도적으로 이용하는 경우는 중립대(neutral zone)라고 하는 경우가 있다.

출처 : [네이버 지식백과] 불감대 [dead band, 不感帶] (전자용어사전, 1995. 3. 1., 성안당)