오리피스 유량계의 유량계수에 대해.

<오리피스 유량계의 유량계수>

 

1. 오리피스유량계의 유량계수가 노즐유량계의 유량계수보다 작은 이유

 

 오리피스 유량계와 노즐유량계의 형상은 급 축소관이라고 생각할 수 있다. 이때 날카로운 모서리의 경우 잘 다듬어진 둥근 모서리에 비해 압력손실이 크다. 따라서 장애물 형상에 의해 오리피스유량계에서의 유체 흐름이 노즐 유량계에서보다 압력 손실이 크다.

 이로 인해 장애물을 빠져나가는 유량이 줄어들기 때문에 상, 하부의 압력차가 같을 때 오리피스유량계에서의 유량계수가 노즐유량계의 유량계수보다 작아지게 된다.

 

 

2. 오리피스유량계의 유량계수가 레이놀즈수의 함수인 이유

 

 오리피스 유량계를 통과하는 유체에는 축류라는 현상이 발생한다. 축류란 넓은 유로에서, 급하게 좁고 작은 구멍과 틈의 유출구를 통할 때 유체는 관성 때문에 그 단면보다 작은 단면으로 수축해서 유출하는데, 이때의 현상을 이르는 말이다(출처: 축류-네이버 백과사전)

 유체가 높은 점성을 가지면 오리피스 유량계의 장애물을 통과한 흐름의 수축이 보다 작은 점성을 지닌 유체보다 작아지게 된다. 흐름의 수축이 작아지게 되므로 흐름의 단면적은 더 커지고 따라서 유량도 더 커지게 된다. 반대로 유체의 속도가 빠르면 흐름의 단면적이 작아지고 따라서 유량이 작아지게 된다.

 이상적인 유량의 값은 동일하지만 실제 유량은 이와 같이 유체의 점성과 속도에 따라 달라지게 된다. 이러한 두 가지 효과를 무차원화 시켜 하나로 만든 수가 레이놀즈수이고 그러므로 레이놀즈수는 무차원수인 유량계수의 경험식을 표현할 때 유용하게 사용할 수 있게 된다. 위와 같은 이유로 오리피스 유량계 유량계수의 경험식은 레이놀즈수의 함수가 된다.