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(1) Body Ratings(바디 정격) |
밸브정격은 밸브 운전범위에서의 압력-온도의 관계로 정의되며, 밸브 제조자는 설정된 밸브정격에 대해서 책임이 있다. 밸브표준규격으로서는 ANSI/ASME Standards B16.34(Valves-Flanged, Threaded, and Welding End)이 있고 밸브압력 등급이 지정되어야 한다. |
(2) 밸브재료 |
ANSI/ASME Standards B16.34에 단조, 주조, 판상형, 괴형, 관상형등의 재료로 제작되는 밸브에 대한 요구조건들이 제시하고 있다. 이 표준규격은 밸브 제작이 용인될 수 있는 재료물질을 지정한다. 적절한 밸브 재료물질을 선정함에 있어 밸브 바디와 덮개(bonnet)용 재료물질이 먼저 결정된 후 밸브 플럭(plug)과 시이트 트림(seat trim)이 선정된다. 밸브재료 선정시 고려해야 할 제 요소들로 아래와 같은 것이 있다. |
(3) 시이트(Seats) |
밸브시이트는 밸브바디의 구성요소로서 밸브바디내에서 분리가능한 나사를 내거나 프레스가공에 의해 제작될 수 있다. 적용시 까다로운 요구조건에 부합될 수 있도록 여러 가지 다른 물질이 사용된다. 밸브시이트나 플럭 혹은 디스크는 가끔 밸브트림으로 칭해지기도 하며, 사용요구조건을 만족하도록 통상 같은 재료로 제작된다. 그러나 밸브트림은 보통 밸브바디와 다른 물질로 되어 있다. |
(4) 스템(Stem), 개스킷(Gasket) |
밸브스템의 재료는 사용조건을 만족하도록 선정되어야 한다. 개스킷의 재료로는 밸브 플랜지나 덮개 플랜지의 정적인 표면을 밀폐시킬 수 있도록, 여러 가지 다른 종류의 물질이 사용될 수 있다. 제조자는 특정한 작동유체의 온도나 압력에 사용 가능한 적절한 재료에 대한 제안을 참조하여야 한다. |
(5) 스템 씰(Stem Seals)과 패킹(Packing) |
밸브 스템패킹과 씰은 작동유체에 노출되는 밸브스템의 운동이나 온도에 의해 발생하는 일정한 마모를 견디게 하는 역할을 수행한다. 밸브 제조자들은 특정한 작동유체의 온도와 압력에 대하여 사용재료나 윤활제에 대한 권고사항을 제공할 수 있다. |
(6) 유량계수(Flow Coefficient)와 압력강하(Pressure Drop) |
어떠한 장치를 통하여 흐르는 유체는 항상 압력손실이 수반된다. 밸브에서 압력손실에 영향을 미치는 요인들에는 유로단면의 변화, 유동경로(flow path)의 형상, 유동경로내의 장애물 및 유동경로의 방향 변화등이 포함된다. 대부분의 경우 난류유동영역에서 압력손실은 유량의 제곱에 비례해서 변한다. 체크밸브의 경우 이와 같은 관계는 유동이 밸브를 완전히 열린 상태로 유지하여 흐를 경우에만 성립된다.
제조자들은 다른 여러 압력강하를 기준한 밸브계수를 제공하고 있다. 유량계수는 오직 물에서만 적용되며, 다른 유체를 조절하는 밸브를 선정할 때는, 점성의 차이에 대해 확실히 설명할 필요가 있다. 그림(2)는 밸브의 유량계수를 측정하기 위한 배관계의 배치예를 나타내고 있다. |
(7) 캐비테이션(Cavitation) |
캐비테이션은 유동유체의 국소압력이 그 유체의 증기압 이하로 강하할 때 발생된다.(그림3) 먼저 유체가 좁은 밸브의 개구부를 통과하면서 속도가 증가하게 되고 국소압력이 증기상의 공동을 형성시키는 임계압력이하로 떨어지게 되며, 발생된 이들 기포들은 유체유선을 따라 원래의 고압력 영역에 도달할 때까지 운반된다. 그때 원상태의 높은 주변압력을 만나게 되므로 기포들은 붕괴되거나, 파쇄하게 된다. 많은 경우 캐비테이션의 발생은 파찰음등의 소음발생으로 이어지게 되나, 기포가 붕괴될 때 기포가 고체면과 접촉되어 있는 경우 기포공동내로의 주변유체의 급격한 진입은 강한 압력파를 발생시켜, 표면을 침식시킬 수 있다. |
(8) 수격현상(Water Hammer) |
수격현상은 배관계에서 유체압력이 정상 이상 혹은 이하의 크기로 변동하는 맥동현상으로 설명할 수 있으며, 이 압력맥동의 주기와 크기는 유체 유속은 물론 배관계의 재질과 크기 및 배관계의 길이등에 의존한다. |
[그림3] 밸브 개구부의 Cavitation 진행
(9) 바디형상(Body Styles) |
밸브바디는 사용용도에 따라서 여러 가지의 형태가 가능하다. 일반적인 기능은 유동을 정지시키는 기능과 정해진 최대유량을 흐르게 하는 기능 및 배관 양끝단 사이의 유동을 조절하는 기능의 3가지로 혼합되어 있다고 볼 수 있으며, 그 작동은 자동적인 방법과 수동적인 방법이 있다. 자동 혹은 수동밸브에서의 밸브바디의 형태는 조절되는 유동의 방향에 대한 요구에 의해 정해질 뿐만 아니라 밸브가 부착되는 도관(Conduit)의 형상에 따라서도 다르게 된다. |
Ⅳ.맺음말 |
이상과 같이 밸브의 개요와 그 정의 및 선정시 고려사항, 밸브내에서 발생되는 물리현상과 관련 용어에 대해서 ASHRAE Handbook 1996(HVAC System and Equipment)을 중심으로 개괄적으로 정리해 보았다. 여러 종류의 밸브에 대한 구조, 특성, 적용성 및 실제 HVAC System에서 채택되어 실무에서 적용되고 있는 여러 가지 사양에 관한 더 자세한 내용은 뒷장에서 언급된 내용을 참조하기 바란다 |