차압조건 유체 |
P₁ P₁ P₂ > h < 2 , 2 |
P₁ P₁ P₂ > h < 2 , 2 | |
액 체 |
일반 |
Cv = 1.17 Q₁ √Gl / h |
좌 동 |
고점도 20CS이상 |
Cv = 1.17 Q₁K √Gl / h | ||
기 체 |
상 온 |
Qg ┏━━━━━ Cv = ━━ ┃ Gg 24 ┃━━━━━ ┃ h · Pm |
Qg Cv = ━━ √ Gg 14.7 |
고 온 |
Qg ┏━━━━━ Cv = ━━ ┃ Gg(273+t) 404 ┃━━━━━ ┃ h · Pm |
Qg Cv = ━━ √ Gg(273+t) 248P₁ | |
기 체 체 |
상 온 |
Qs Cv = ━━━━━━━ 19.4 √P₂ h |
Qs Cv = ━━━ 9.7P₁ |
고 온 |
Qs Cv =━━━━━(1+0.0013S) 19.4√P₂h |
Qs Cv = ━━ (1+0.0013S) 9.7P₁ | |
고 온 |
Qs ·X Cv =━━━━━━━ 19.4√P₂h |
Qs · X Cv = ━━━━━ 9.7P₁ |
※ 1. 액체의 점도가 물보다 클때는 Cv 및 Q₁ 에 점도 보정을 해야한다.
습한 포화증기의 중량유량
2. 습한 포화증기의 보정계수 X = ━━━━━━━━━━━━━
건조 수증기의 중량유량
Ql (㎥/HR) : 액체의 유량
Qs (kg/HR) : 증기의 유량
Qg (㎥/HR) : 표준 상태에서의 기체 유량
Pm = (P1 + P2)/2 : 평균 절대 압력
h = (P1 - P2) : 차압
t (℃) : 유체의 온도
s (℃) : 증기의 과열도
4) CONTROL VALVE
가) FULL-OPEN시 VALVE에서의 압력강하(ΔPv)와 관로 및 장치전체의 압력
강하(ΔPt)와의 비는
ΔPv / ΔPt > 0.6 - 0.4 이어야 한다.
나) NORMAL 운전에서 발브의 OPENING은 50-60%가 되도록 하며 외부 조건의
변화에 대해 충분히 사용할수 있도록 최대유량을 선정한다.
다) MAX, NOR, MIN의 각 유량에 대한 Cv치를 계산한다.
라) Cv MAX/Cv MIN이 발브의 조절범위내에 들어가는지 검토한다.(RANGEABILITY)
마) 소형의 규격화된 PLUG의 사용여부를 검토한다.
4.4. CONTROL VALVE의 특성
1) 고유 유출 특성
일정한 압력강하에서 유출에 대한 VALVE OPENING을 직각좌표에 나타낸다.
가) LINEAR 특성(직선특성)
차압이 일정할때 VALVE OPENING과
유량 %가 비례관계에 있는것
Q = Ky
(Q: 유량 , y: VALVE OPENING, K: 계수)
나) EQUAL PERCENTAGE 특성(EQ % 특성)
유량이 VALVE OPENING에 따라 지수함수적으로 변화하는 특성
ay a.b : 계수 e : 자연대수
Q = be ( )
Q : 유량 y : VALVE OPENING
다) 포물선형 특성
발브 OPENING에 대해 유량이 2차 함수적으로 변하는 특성
Q = KY²
ON-OFF 특성 : PLUG 모양의 원판형인 발브의 유량 특성
2) 실제 유출 특성
유량 Q = Cv√ΔP 로 차압의 제곱에 비례한다.
4.5. CONTROL VALVE의 RANGEABILITY
CONTROL VALVE로서 조절할수 있는 유량의 최소치에 대한 최대치의
비로서 나타낸다. (EQ% 특성 VALVE에서 50:1)
4.6. CONTROL VALVA용 ACTUATOR
ACTUATOR는 일반적으로 VALVE STEM에 가해지는 힘을 변화시키기도
하며 PORT 면적을 일정하게 유지한다.
1) DIAPHRAGM TYPE ACTUATOR
DIAPHRAGM의 아래쪽에 VALVE STEM이 붙어 있어서 상부 또는 하부의
신호 공기압에 의해 움직인다.
DIRECT ACTING은 상부에 REVERSE ACTING은 하부에 SPRING이 없는 것은
상.하부에 공기 신호를 가한다.
- AIR TO OPEN : 신호 공기압의 증가에 따라 열리는 VALVE
- AIR TO CLOSE : 신호 공기압의 증가에 따라 닫히는 VALVE
2) CYLINDER TYPE ACTUATOR
4.6. VALVE POSITIONER
POSITIONER는 CONTROLLER의 출력 신호와 VALVE의 OPENING 관계에서 STEM의 위치를 검출하여 ACTUATOR의 공기압 신호를 가감하는 일종의 SERVO 기구이다.SPRING이 없는 ACTUATOR에서는 반드시 필요하고 SPRING이 있는 ACTUATOR에서는 다음 경우에 사용된다.
1) CONTROL VALVE의 동특성 및 정특성을 개선
2) ACTUATOR에 POSITIONER를 연결하여 출력을 증대시킬 필요가 있을때
3) 넓은 CONTROL RANGE에서 정확한 CONTROL을 할때
4) 보통 4인치 이상의 VALVE에서 PLUG의 중량 VALVE내 유속의 영향 작동
속도, VALVE STEM 각부의 마찰이 크게 되어 POSITIONER를 부착한다.
5) 고온, 고압 유체의 CONTROL VALVE는 GLAND PACKING에 철심이 들어있는
석면을 많이 사용하여 마찰이 크므로 VALVE STEM의 히스테리시스를 감소
시키기 위해 필요
6) 고점도 유체등 고형 부유물을 포함한 유체가 흐르고 있을때
7) INSTRUMENT에서 사용하는 신호 범위와 ACTUATOR의 동작범위가 상이할때
8) 1개의 계기로서 여러개의 VALVE를 SPLIT CONTROL 할때
PROCESS CONTROL
PROCESS 자동제어는 CLOSE LOOP 제어와 OPEN LOOP 제어로 나누어진다.
5.1. CLOSE LOOP 제어
CLOSE LOOP 제어의 대표적인 것은 FEED BACK 제어로써 1 CYCLE에 의해서
목표치와 제어량 사이에 편차가 있으면 그 차이를 판단하여 조작량을
바꾼다. 그 결과 제어량이 목표치에 일치되도록 제어된다.
즉 PROCESS에 외란이 들어오면 그 영향이 제어량에 들어가 편차가 생긴다.
5.2. OPEN LOOP 제어
OPEN LOOP CONTROL에는 FEED FORWARD CONTROL과 SEQUENCE CONTROL이 있다.
FEED FRWARD CONTROL은 제어편차에 의하지 않고 제어량에 영향을 미치게
하는 PROCESS VARIABLE를 찾아내어 그 결과에 의거한 조작량을 직접 결정
하는 방식이다.
FEED FORWARD CONTROL의 주요한 특징은 신호의 경로가 앞방향으로 되어
있어 PROCESS에 외란이 들어온 경우에 그 외란을 검출 가능하다면 그
영향이 제어량에 나타나기 전에 그 외란을 없애는 조작을 하여 외란이
제어량에 미치는 영향을 미연에 방지하여 한층더 좋은 제어결과를 기대
할수 있다.
하지만 FEED FORWARD CONTROL은 정확한 DATA가 없을때와 외란이 여러가지
일때는 제어가 곤란하다.
┃DISTURBANCE
┏━━━━━━━━━━┫
↓ ┃
┏━━━━━┓ 조작량 ┏━━━━┓ 제어량
SET POINT ━━━━→┃CONTROLLER┃━━━━→┃PROCESS ┃━━━━→
┗━━━━━┛ ┗━━━━┛
( FEED FORWARD CONTROL SYSTEM )
SEQUENCE CONTROL은 미리 정해진 SEQUENCE에 의해 차례대로 자동적으로
조작하는 방법으로 시간적 SEQUENCE와 논리적 SEQUENCE등이 있다.
6. 조절 방식
공정 변수를 측정하여 설정치와 비교하여 신속하고 정확히 정정동작을
행하는 것이 자동제어계의 기능이나 실제 이 기능을 지연시키는 요소들이
존재하고 있으며 크게 분류하면
① 한계에 가스를 보내 가압할 경우 계의의 용량 GAS FLOW RATE 거리,
이송시간, 반응시간 등에 의해 지연되는 공정지연
② 측정기기가 측정에 필요한 지연시간
③ 측정된 값을 CONTROLLER에 보내거나 CONTROLLER에서 다시 조절 발브로
보내는 신호 전달시간의 지연등이 있으며 바른 자동조절을 위해서는
공정의 특성에 따라 적당한 조절방식이 선택되어야 한다.
6.1. 용어 설명
1) DEVIATION : SET POINT와 CONTROL POINT의 차
2) ERROR : 측정치의 지시치와 실제치의 차
3) HUNTING : 목표치 달성을 위한 노력의 결과로 측정치의 진동
4) OFF SET : 측정치와 설정치 사이의 차(비례동작의 특성)
5) RANGE : 측정, 전달, 표현량의 제한 범위
6) RESPONSE : 측정치에 대응한 변화
7) SET POINT : 공정의 조절을 위해 설정된 CONTROLLER의 값
첫댓글 감사