[유체유동] 피토튜브 유속계
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안녕하세요, KOLAS 인정 국가교정기관 한국캘랩(주)입니다 :)
당사는 계측기/측정기 전문 교정기관으로 교정 성적서, 시험성적서를 발급하는 업체이며, 인가 항목수 260 항목으로 국내 TOP3 규모의 전문 교정기관입니다.
오늘은 유체유동 분야 중 피토튜브 유속계에 대하여 알아보도록 하겠습니다.
▶ 피토튜브란?
유속 측정 장치의 하나로 유체 흐름의 총압과 정압의 차이를 측정하고 유속을 구하는 장치입니다. 피토튜브는 1728년 프랑스의 H. 치토가 발명하였으며, 피토관(=Pitot tube)은 아래의 그림과 같습니다.
끝부분의 정면과 측면에 구멍을 뚫은 관을 말합니다. 유체의 흐름에 따라 놓으면 정면에 뚫은 구멍 A에 유체의 정압과 동압을 더한 총압을 말하며, 측면 구멍에는 정압이 걸려 양쪽의 압력차를 측정함으로써 베르누이 정리에 따라 흐름의 속도가 정해집니다. 풍속의 측정 및 항공기, 선박 등의 속도계에 이용되고, 유속을 측정하는 바탕으로 흐름의 양을 재는 유량계에도 사용되는 관입니다.
▶ 피토튜브 유속계 구조 및 주요 명칭
▶ 용어의 정의
1. 피토튜브 유속계(thermal anemometer) : 차압계와 피토튜브를 이용하여 유속을 측정하는 유속 측정기를 말합니다.
2. 표준 피토관(standard Pitot tube) : ISO 3966에 정의된 3가지 형태의 피토관으로 기체 유속에 해당하는 차압을 발생시켜 유속을 측정하는 기기로 차압계와 같이 사용됩니다.
3. 피토관 머리(head of Pitot tube) : 풍동의 흐름 방향과 일치시켜 설치하는 부분으로 전면에 한 개의 전압 구멍과 측면에 다수의 정압 측정 구멍이 가공되어 있습니다.
4. 피토관 지지부(stem of Pitot tube) : 이중관으로 구성된 부분으로 피토관 머리와 직각으로 연결되어 있으며 두 개의 압력 연결부와 차압계를 압력관으로 연결할 수 있습니다.
5. 풍동(wind tunnel) : 공기 유동을 일정한 속도로 균일하게 발생시키는 장치로 유입부, 정류부, 수축부, 시험부 및 팬으로 구성되어 있습니다.
6. 폐쇄 단면적비(Blockage ratio) : 풍동 실험부 단면적에 설치하는 유속계와 지지부의 투영 단면적 비율을 말합니다.
▶ 표준기
▶ 피토튜브 유속계 교정 방법
1. 교정 대상 피토튜브 유속계의 제조회사, 모델 번호, 제조 번호를 확인, 기록합니다. 피토튜브 유속계의 기능과 교정 범위 및 분해능을 확인합니다.
2. 풍동 및 차압변환기 등에 전원선을 연결하고 전원을 킨 후 약 30분 정도 예열합니다.
3. 아날로그 피토튜브 유속계가 지시 바늘을 사용하는 경우 수평인 장소에 설치한 후 센서 부에 공기 유동이 없도록 하고 유속계의 영점을 조정합니다.
4. 센서 크기에 맞게 Probe Tab을 Test Section에 끼웁니다.
5. 센서는 바닥에 수평으로 향하게 하여 풍동의 Test Section 안에 직선으로 삽입합니다. 이때 삽입 정도는 풍동 Test Section의 윗면에 타깃점이 있는데 유속계의 센서가 그 점의 가장자리에 위치하도록 하여 위치 변화에 따른 측정오차를 줄일 수 있도록 합니다.
6. 피토튜브의 전압 홀을 차압계의 (+) 쪽에 연결하고, 정압 홀을 (-) 쪽에 연결하여 차압을 측정할 수 있도록 합니다.
7. 유속 CONTROLLER을 시계방향으로 조정하여 교정대상 기기의 최대 측정치까지 올려 워밍업을 합니다.
8. 풍속이 5m/s 미만에서는 차압 변환기 SETRA/C239를 이용하고, 5m/s 이상에서는 MKS/220D를 사용합니다.
9. 유속 CONTROLLER (253G-200E)를 시계방향으로 조정하여 구하고자 하는 유속까지 조정합니다.
10. 풍속 측정 프로그램을 실행하여 온도, 습도 대기압 및 교정대상 기기의 지시 값을 읽고 기록한 후 차압 변환기 값을 프로그램으로 읽어 표준 유속 값을 구합니다.
11. 보통 측정 점은 전제 Range의 20% , 40% , 60% , 80% , 100%의 지점을 측정하며, 경우에 따라서는 매뉴얼이나 의뢰자의 요구에 따라 측정 점을 정해서 측정할 수 있습니다.
▶ 한국캘랩 측정 능력
한국캘랩은 유체유동 분야 전문 교정기관으로 피토튜브 유속계 측정범위는 2 m/s ~ 5 m/s, 5 m/s ~ 45 m/s이며 교정 측정능력은 4.5 × 10-2, 2.0 × 10-2 (신뢰수준 약 95 %)로 정밀한 측정능력을 갖고 있고 최상급의 표준 장비를 보유하고 있습니다.
이상으로 피토튜브 유속계에 대해 알아봤습니다.
*한국캘랩은 해당 측정, 분석 및 오랜 경험을 바탕으로 서비스를 제공하고 있으며 정확하고 신속한 교정 서비스로 많은 신뢰를 얻고 있는 종합 교정기관입니다.
그 외에도 260개 항목에 대한 다양한 교정 서비스를 제공하고 있으니, 문의사항 있으시면 언제든 연락 주시기 바랍니다. 항상 신속, 정확하고 신뢰성 있는 품질로 보답할 것을 약속드립니다.
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