유량계 설치
전통적인 유량측정 방법은 유동 상태의 유체와 유동장내에 설치한 기계장치가 상호 작용할때 발생하는 유체 역학적
현상을 관찰하는 것으로 이때 기계장치를 유량계 1차기구라 하며, 1차 기구에서 발생한 유량신호를 감지처리하여 지
시하는 부분을 유량계 2차기구라 한다.
대표적인 기계식 유량계중 한 종류인 차압식 유량계는 유체가 파이브에 설치한 조임부를 통과할때 발생하는 차압을
측정하여 통과유량을 결정하고 터빈미터는 유동장내 설치한 임펄러가 유체의 운동에너지 때문에 회전할때 그 회전수
를 측정하여 유량을 결정한다.
반면, 최근 개발된 유량계중에는 초음파 빔이 유동장 내부의 미세불순물 입자 혹은 난류와 작용할때 발생하는 주파수
변조신호를 분석하거나 초음파 빔의 통과시간 혹은 도플러 효과정도를 측정하여 평균유속을 결정하는 것들이 있다.
따라서 어떠한 방법에 의하여 유량을 측정하거나 측정결과는 유량계의 물성이나 유동 안정도, 유동속도 분포등 유동
특성 영향을 피할수는 없다. 유동특성 변화 때문에 혹은 신호 전달과정에서 발생가능한 오차 요인을 제어하여 유량측정
정확도를 향상시키기 위해 오랜기간 동안에 거쳐 상당한 실험 데이타가 축적된 오리피스, 벤츄리, 노즐과 같은 차압식
유량계의 경우에는 유량계 제작사양은 물론 유량계 설치 방법과 신호 감지 및 전달 방법, 그리고 이상적인 유동조건을
확보하는데 필요한 각종 조치사항을 표준화한 규격이 마련되어 있다.
가. 설치기준
1) 기준배관
유량계가 설치되는 기준 배관은 유동특성에 영향을 미쳐 유량측정 오차 유발이 원인이 되므로 ISO 5167에는
다음과 같은 사항들이 필요조건으로 정해져 있다.
① 직진도와 진원도에 관한 파이프 육안검사
- 파이프 내부표면 육안검사시 내부 녹이 슬어 있지 않고, 퇴적물이 없을것
- 유량검출기 설치시 전단으로 10 D, 후단으로 5 D 이상 직관부 확보
- 육안으로 판단할때 직관이어야 하고, 진원이어야 함
② 파이프 내부표면의 상태조도에 관한 기준
(ISO 5167 :유량계 상류측 , 2D 이내에서 K/D ≤ 10-3 )
③ 평균 파이프 직경 D측정 방법
④ 유량계 1차기구 상류측의 특정 파이프 부분 진원도
⑤ 상류측 배관 접합부에서의 최대 허용 단층 높이
2) 압력측정 취출구
정압을 측정하기 위한 위치와 크기는 ISO 규격에 따르고,두개의 압력측정 구멍의 직경은 같아야 하고,
구멍끝 표면은 매끄러워야 한다.
다음의 표는 AGA 규격에 의한 압력측정용 구멍 크기이다.
AGA 압력측정 구멍크기에 대한 규격 (단위:인치)
3) 스트레이트너(정류장치)
유량계를 설치할 때 소용돌이를 제거하거나 완전히 발달한 이상적 유속 분포를 재생할 수 있는 충분한
직관부를 둘 수 없는 경우에 스트레이트너를 부착하게 된다. 수직으로 2개의 엘보우가 연결되었고, 2번째
엘보우로부터 1.5 D에 스트레이트너가 부착된 경우 스트레이트너로 부터 1 D와 7.5 D 떨어진 곳에서 속도
분포와 소용돌이가 형성된다.
4개의 작은관으로 구성된 스트레이트너를 사용했을때 소용돌이는 효과적으로 제거 될 수는 있으나, 속도
분포는 대칭이 아니었으며, Zanker 혹은 Mitsubishi의 스트레이트너를 사용했을때 소용돌이 제거가 잘 되었
을뿐만 아니라 속도분포도 거의 대칭이었다.
현장에서는 값이 싸고 제작하기 쉽고 보수가 간단한 AGA-ASME 관 다발스트레이트너가 많이 사용된다.
작은관 수는 규정되어 있지 않지만 일반적으로 4개의 관만으로 소용돌이와 2차유동을 많이 제한시킬 수 있지만
변형까지 교정하고자 할 경우에는 19개 이상의 작은관을 사용해야 한다.
소용돌이제거용 스트레이트너는 압력손실은 작지만 압력손실이 큰스트레이트너 보다 더 긴 직관부가 필요하다.
압력손실 H는 아래와 같다.
나. 유량계 설치공사
1) 설치전 관내경 측정
오리피스의 상하류에 접속되는 관내경을 정밀히 공사전 측정하고, 기록한다. 또 직관부길이를 개략적으로
측정해서 기록유지하며, 만일 이 경우 관의 내경이 설계치와 5 ％이상 틀릴 경우에는 공사를 중단하고, 정
확한 관경의 관과 교환후 설치공사를 실시한다.
관의 내면이 미끄럽지않는 경우에는 샌드페이퍼등으로 제거하거나 닦아내고, 관 내경은 오리피스 부근과
내경의 2배거리가 되는 위치에서 각 2회 (직각으로 방향을 변경해서)측정하고 최대와 최소와의 차가 내경의
0.5 ％를 넘는 경우는 더 원형에 가까운 관과 교환한다.
관 내경 허용 오차
2) 탭 및 플랜지 설치
오리피스의 상류측면을 기준으로 해서 가스켓,오리피스의 두께를 생각하여 탭의 위치를 정한다. 용접방법
으로는 아답터를 용접한후 1/2B의 도압니플을 넣어 작업한다.
플랜지 설치는 나사형 용접, 소켓형 및 슬립온형이 있다. 소켓형과 슬립온형은 용접형의 일종이지만 관에다
넣어넣고 용접하므로서 중심에서 벗어날 염려가 없으므로 작업이 편리하다. 특히 슬립온형은 관경 오차가
조금 있어도 설치 하는데는 영향이 없기 때문에 널리 사용되고 있다.
