Inherent · Installed Flow Characteristic
1. Valve Coefficient, Cv
NeoStudio 필기는 먼저 Valve Coefficient인 Cv에서 시작한다.
필기에는 1 Cv의 기준을 물과 압력차를 이용하여 설명한다.
- 약 1분 동안 일정 유량이 통과
- 약 16℃ 조건
- 밸브 전후 압력차 1 psi
2. Cv와 유량 관계
필기에서는 Cv를 다음 관계로 나타낸다.
원본에 적힌 기호는 다음과 같다.
| 기호 | NeoStudio 표기 |
|---|---|
| Cv | Valve Coefficient |
| Q | Flow Rate |
| gs | Gravity |
| ΔP | 압력차 |
3. Valve Characteristic를 포함한 유량식
밸브가 열릴 때의 특성을 f로 두어 다음과 같이 기록한다.
4. Linear Characteristic
Linear Valve의 경우 필기에서는 Valve Characteristic을 Stroke 또는 Travel에 비례하는 형태로 기록한다.
Flow
↑
│ /
│ /
│ /
│ /
│ /
└────────────────→ Travel
5. Equal Percentage Characteristic
Equal Percentage의 경우 필기에서는 다음 식을 사용한다.
따라서 초기에는 변화가 작고, Travel이 증가할수록 유량 변화가 커지는 곡선으로 그려져 있다.
Flow
↑
│ /
│ /
│ __/
│ __/
│____/
└────────────────→ Travel
6. Inherent Flow Characteristic
NeoStudio 2페이지에서는 Inherent Characteristic을 설명할 때 다음 조건을 가정한다.
즉 밸브 전후의 압력차가 일정하다고 보고 Valve 자체의 Travel과 Flow 관계를 표현한다.
7. Installed Flow Characteristic
실제 배관에 밸브를 설치하면 압력차가 일정하지 않다고 기록한다.
즉 유량이 변하면 밸브에 걸리는 압력차도 함께 변한다.
8. Linear Valve의 Inherent · Installed 비교
원본 그림에서는 Linear Inherent Characteristic이 직선으로 표시된다.
실제 설치 후에는 Installed Characteristic이 직선에서 벗어난 곡선으로 변한다.
Flow Rate
↑
│ Installed
│ ____
│ /
│ /
│/ Inherent Linear
│ /
│ /
│ /
└────────────────────→ Travel
9. Equal Percentage의 Inherent · Installed 비교
두 번째 그림에서는 Equal Percentage의 Inherent Curve와 Installed Curve를 비교한다.
Flow Rate
↑
│ Installed
│ /
│ /
│ /
│ / Inherent
│ / __/
│/ __/
│____/
└────────────────────→ Travel
원본에서는 Installed Characteristic이 보다 Linear한 형태로 변하는 그림을 사용한다.
10. Equal Percentage Valve의 적용
NeoStudio의 결론에서는 Process 조건에 따라 ΔP가 변하므로 실제 Installed Characteristic을 Linear하게 만들기 위해 Equal Percentage Valve를 주로 사용한다고 기록한다.
11. Quick Opening Valve
필기에서는 Quick Opening Valve를 초기 Travel이 작아도 유량이 급격하게 증가하는 형태로 설명한다.
Flow Rate
↑
│ ________
│ /
│ /
│/
│
└────────────────────→ Travel
Quick Opening
원본에는 유량을 즉시 증가시켜야 하는 경우와 Safety Valve 사용을 연결하여 기록하고 있다.
12. Inherent와 Installed 비교
| 항목 | Inherent | Installed |
|---|---|---|
| ΔP | Constant로 가정 | Q에 따라 변화 |
| 의미 | Valve 자체의 Flow Characteristic | 실제 Process에 설치된 상태의 Flow Characteristic |
| 영향요소 | Valve Characteristic 중심 | Valve + Process ΔP |
| Linear Valve | Linear | 곡선으로 변화 가능 |
| Equal Percentage | 곡선 | Linear에 가까워지는 그림 |
13. 세 가지 Valve Characteristic
| Characteristic | NeoStudio 내용 |
|---|---|
| Linear | f = l, Travel에 비례 |
| Equal Percentage | f = Rl-1 |
| Quick Opening | 작은 Travel에서 Flow가 빠르게 증가 |
14. 전체 흐름
Cv
│
▼
Q = Cv·f·√(ΔP/gs)
│
├───────────────┐
│ │
▼ ▼
Valve Characteristic ΔP
│ │
┌──────┼──────┐ │
│ │ │ │
▼ ▼ ▼ │
Linear Equal Quick │
% Opening │
│ │ │
└──────┬──────┘ │
▼ │
Inherent Curve │
ΔP = Constant │
│ │
└──────┬─────────┘
▼
실제 Process 설치
│
▼
ΔP = f(Q)
│
▼
Installed Characteristic
15. NeoStudio PDF 핵심 정리
| 항목 | 원본 내용 |
|---|---|
| Cv | Valve Coefficient |
| 유량식 | Q = Cv · f · √(ΔP/gs) |
| Linear | f = l |
| Equal Percentage | f = Rl-1 |
| Inherent | ΔP = Constant 가정 |
| Installed | ΔP = f(Q) |
| Linear Valve | 설치 후 특성이 비선형 곡선으로 변화 |
| Equal Percentage | 설치 후 Linear에 가까워지는 그림 |
| Quick Opening | 작은 Travel에서 Flow 급증 |