배치콘트롤 시, 어려운 점
볼텍스유량계는 보통 배치콘트롤과 같이 유량이 중간에 끊기는 상황에는 추천하지 않습니다. 왜냐하면 배치콘트롤에 따른
유량이 매우 적어서 유량계의 최소 레이놀즈 수 조건이 충족되지 않는 경우가 많기 때문입니다. 그래서 한 배치의 유량이
작으면 작을 수록 미세유량을 측정하지 못하기 때문에 오류가 커질 수 있습니다.
저압, 저속 기체 측정 시의 애로사항
저압 (저밀도) 기체의 경우, 센서가 감지할 수 있는 세기의 압력을 낼 수 없습니다. 유속이 느릴 경우에는 더욱 감지하기 힘듭니다.
이럴 경우, 미세유량은 감지가 되지 않으므로, 유량 측정 범위가 좁아지게 됩니다. 그렇지만, 단, 미세 유량을 절체하여 무시해도
될 경우에는 적용해도 무방합니다.
이럴 경우 센서부의 구경을 작게 하여, 압력, 밀도, 유속을 높여 주는 방법이 있습니다. 레이놀즈 수를 높이도록 센서부 구경을
배관 구경보다 작게 다운사이징을 하면, 압력손실이 증가할 수 있음을 유의해야 합니다. 또한, 유체가 유량센서의 좁은 공간을
통과할 때의 압력이 유체의 기화 압력 아래로 떨어지면, 캐비테이션이 발생하므로 주의해야 합니다. 배압이 배관으로부터의 유입
압력보다 낮을 경우, 유체가 부분적으로 기화하게 되고, 그러면 밀도가 크게 변화하게 되고, 그럴 경우, 측정 값이 크게 틀어질
수 있습니다.
슬러리/슬러지 측정 시의 애로사항
슬러지 또는 슬러리에서 처럼, 흐름 방해물에 이물질이 달라 붙어 쌓일 수 있을 경우, 센서에 영향을 주어 K-팩터가 틀어질 수
있습니다. 그러므로, 이런 현장에서는 볼텍스는 적당하지 않습니다. 그렇지만, 혼탁한 액체일 지라도 불순물의 양이 그리 크지
않고, 고형물이 방해물에 쌓이지만 않는다면 괜찮습니다. 이는 생석회 슬러리 현장에 2년 동안 시험설치하여 실증된 바 있습니다.
이 시험이 완료된 시점에서 확인한 결과 방해물과 센서튜브가 심하게 마모되고 침착되었지만, K 팩터는 0.3% 밖에 차이가 나지
않았습니다.
유체의 상이 일정하지 않을 때의 문제점
유체의 상이 다양할 때, 예를 들어, 액체나 기체에 고체가 포함되거나, 액체에 공기방울 또는 기체에 액체방울이 포함될 때, 유량계의
정확성이 떨어집니다. 습하고, 질이 안좋은 증기가 이런 예입니다. 이럴 경우, 액체 상태의 유동이 고루 분포하고 있어야하고, 상하배관은
피해야합니다. 배관이 수평일 경우, 액체는 배관이 바닥 쪽에서 흐릅니다. 이럴 경우, 유동 방해물을 수평으로 눞혀, 액체가
아래쪽 공간으로 흘러 빠져나가도록 하면 어느 정도 액체의 영향을 줄일 수 있으며, 이 경우, 정확도는 악화되어 실제와 약 5%
정도의 차이가 나지만 재현성은 그대로 유지됩니다.
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유량계의 크기 결정
기존 배관에 유량계를 설치하고, 실제의 유량을 모르고 있을 때에는 휴대용 열식 질량유량계나 초음파 유량계를 사용하여, 대략적으로라도
유량을 파악하기를 권장합니다. 그래야, 그 유량에 맞는 구경의 유량계를 선정할 수 있습니다. 그렇지 않을 경우, 정확한 유량측정을
보장할 수 있는 방법이 없습니다.
직관부 요건
볼텍스 유량계의 정확도를 확보하기 위해서는 유동이 일정하고 고르어야 하고, 왜곡부 및 소용돌이 현상이 없어야 합니다.
이를 위해 유량계의 전/후에 일정한 직관부가 확보되어야 합니다. 직관부의 관경은 유량계의 관경과 같아야 하고, 길이는
beta ratio 0.7의 오리피스 유량계 직관부요건을 적용하면 됩니다. 보통 전단에는 30D (배관내경의 30배), 후단에는 3~4D가
필요합니다.
설치된 볼텍스 유량계 중 약 50% 정도는 내경을 배관내경보다 작게 선정됩니다. 이 경우, 전단에는 수축부, 후단에는 확장부를 부착하고,
또한 추가적으로 유동을 안정화하기 위해, 유동평활장치 (flow straightener) 를 부착하는데, 이 경우에도 직관부 요건은 그대로 유지됩니다.
만관 요건
볼텍스 유량계는 수직, 수평 및 경사 배관에 설치할 수 있습니다. 단, 배관에 유체가 가득 채워져야합니다. 위쪽으로 흐르는 수직배관이면 100%
만관이 될 수 있습니다. 수직배관에서 아래로 흐르는 부분 및 수평 배관에 설치할 경우, 하류쪽에서 배관이 위쪽으로 향하게 하면, 유량계 설치부분은
100% 만관이 될 수 있습니다.
플랜지 연결 시, 주의 사항
유량계의 플랜지와 맞대어 연결되는 배관 플랜지의 직경은 동일해야 합니다. weld neck 플랜지가 좋으며, 축소/확장 플랜지는 사용할 수 없습니다. 배관의
내부는 녹, 구멍, 절단 부스러기 등이 없어야 합니다. 또한 유량계의 구경과 배관의 구경, 개스킷 등이 정확하게 정렬되어야만 유동에 방해가 되는 것을
피할 수 있습니다.
배관 진동
배관의 진동이 심할 경우, 유량계의 양 쪽에 지지대를 설치하거나, 유량계를 돌려, 배관 진동의 방향과 유체의 소용돌이 발생 방향과 어긋나게 하여 진동을
줄여야 합니다. 밸브의 떨림, 스팀 트랩, 펌프 등으로 인한 진동은 유량계를 오작동하게 하여 실제 보다 유량이 많이 나오거나 유량이 없음에도 유량이 있는
것으로 나오기도 합니다. 유량계 내부적으로 이러한 외부 진동을 걸러내는 필터 기능이 있지만, 이 필터의 값을 증가시킬 경우, 유량 감도가 떨어지므로,
적용에 한계가 있습니다. 해결책이 여의치 않을 경우, 진동이 없는 곳으로 설치 장소를 옮겨야 합니다.
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