[유체유동] 열선형 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 열선형 유속계에 대하여 알아보도록 하겠습니다.
▶ 열선형 유속계란?
일종의 thermal transducer로서 유체와 센서 사이의 열전달을 이용하여 온도나 속도를 측정할 수 있도록 구성되어 있습니다. 유체의 흐름 내에 위치한 선에 전기로 열을 가하면 유속에 따라 열 전달량이 변화하는 원리를 이용해 측정하는 방식입니다.
▶ 열선형 유속계 구조 및 주요 명칭
▶ 용어의 정의
1. 열선 유속계(thermal anemometer) : 발열체와 기체 간의 열전달이 유속에 따라 변하는 원리를 이용한 유속 측정 기기를 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
<MKS / 220DD-00010A2B>, <SETRA / C239>, <SETRA / 370>, <E+E / EE33>
▶ 열선형 유속계 교정 방법
1. 교정 대상 열선형 유속계의 제조회사, 모델 번호, 제조 번호를 기록합니다. 열선형 유속계의 기능과 지시 값의 분해능을 확인합니다.
2. 열선형 유속계의 영점을 확인하고 센서를 풍동의 바닥이나 벽면에 설치합니다. 센서는 설치면에 수직으로 설치해야 좌우 혹은 앞뒤 기울어짐에서 발생하는 측정 오차를 최소화할 수 있고, 열선형 유속계를 풍동에 삽입한 부분에서 누설이 없도록 적절한 테이프를 사용하여 밀봉합니다.
3. 열선형 유속계 센서를 가능하면 풍동의 중심부에 설치할 수 있도록 연장관을 사용하고 센서에 정렬용 점이 표시되어 있으면 그 점이 풍동 상류로 향하도록 설치합니다.
4. 열선형 유속계의 유속 범위에서 5개 지점을 선정합니다. 통상 20 %, 40 %, 60 %, 80 %, 100 % 영역을 사용하고, 풍동의 팬 모터의 회전 수를 조절하거나 날개 각도를 조절하여 풍속을 조정합니다.
5. 교정 유속에 적합한 차압계를 선정하여 압력관을 피토관과 연결합니다. 차압계에 있는 두 개의 압력관에는 보통 high와 low 혹은 ＋와 －로 연결 방법을 표시하고 있으며, high 혹은 ＋쪽 연결관은 피토관의 두 개 압력관 중에서 높은 압력이 측정되는 머리(head)와 연결된 압력관과 연결해야 합니다. 피토관 머리는 풍동의 축과 정렬되어야 하며 피토관 지지부는 풍동 벽면과 직각을 유지해야 합니다.
6. 풍동 팬에 전원을 넣고 예비 운전을 하여 가동부가 가열되고 풍동 내부를 공기가 순환하여 온도가 일정해지도록 안정시킵니다. 풍동 실험부의 유속은 사용하는 차압계의 최댓값보다 작아야 하며 열선형 유속계의 최대 속도 이내이어야 합니다.
7. 피토관을 풍동에서 제거하고 삽입 구멍을 막은 후 열선형 유속계를 풍동에 설치합니다. 만약 피토관과 열선형 유속계를 실험부에 동시에 설치하여도 상호 간에 간섭이 없다는 것을 확인하였다면 동시에 설치하여 교정할 수 있습니다. 또한 풍동 실험부의 단면이 교정 대상 열선형 유속계의 투영 단면적보다 충분히 커서 여러 대의 열선형 유속계를 동시에 설치해도 풍동의 최저 요구 성능을 충족할 수 있고, 설치된 열선형 유속계 사이에 상호 간섭이 없는 것을 확인하였다면 동시에 여러 대의 열선 형 유속계를 실험부에 설치하여 교정할 수 있습니다.
8. 열선형 유속계의 지시 값을 읽습니다.
9. 앞서 설정한 5가지 속도 영역에서 3회 반복합니다. 교정은 열선형 유속계의 최소 유속에서 시작하여 최대 유속으로 수행하며 다시 유속을 감소 및 증가시켜 반복합니다.
▶ 한국캘랩 측정능력
한국캘랩은 유체유동 분야 전문 교정기관으로 열선형 유속계 측정 범위는 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 있으며 최상급의 표준 장비를 보유하고 있습니다.
이상으로 열선형 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.
<자료 및 이미지 출처>
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