Simcenter Flomaster - Loss coefficient k를 이용한 압력 손실 표현
작성자
최종인
작성일
2024-04-30 15:51
조회
563
keyword: loss coefficient, 압력 손실, filter, minor fitting loss
Simcenter Flomaster V2401
Simcenter Flomaster에는 pipe 및 bend, junction, valve 등 다양한 구성 요소를 제공합니다.
그러나 strainer, filter, 열교환기 등 일부 요소를 제공하지 않거나 사용하기 어려운 문제가 간혹 발생합니다.
또한, 특수한 기기의 압력 손실을 표현하기 어려운 문제가 발생하기도 합니다.
이에 Simcenter Flomaster는 Loss: Discrete 컴포넌트를 제공하여 압력 손실을 간단하게 표현할 수 있도록 도움을 주고있습니다.
이 technote에서는 Loss Coefficient "K"를 사용하여 압력 손실을 표현하는 방법에 대해 다룹니다.
Loss Coefficient "K"는 아래와 같은 수식을 통해 계산되어집니다.
![](https://flowmaster.co.kr/wp-content/uploads/kboard_attached/2/202404/663090c3cb5a13579513.png)
K : Loss Coefficient
ΔP : 압력손실 [Pa]
ρ : 입출구 평균 밀도 [kg/m3]
v : 입출구 평균 속도 [m/s]
실험/설계 데이터를 통해 압력손실 및 유속을 확인하여 Loss Coefficient "K"를 계산하고,
이를 Loss: Discrete 컴포넌트에 적용하여 원하는 압력 손실을 구현할 수 있습니다.
![](https://flowmaster.co.kr/wp-content/uploads/kboard_attached/2/202404/663091cf476528637867.jpg)
![](https://flowmaster.co.kr/wp-content/uploads/kboard_attached/2/202404/663091cf519f42709267.jpg)
![](https://flowmaster.co.kr/wp-content/uploads/kboard_attached/2/202404/663091cf522c94395845.jpg)
예를 들어 아래와 같은 조건에서 Loss coefficient를 계산해보겠습니다.
밀도 1,000 kg/m3
입구 압력 2 bar
출구 압력 1 bar
유량 1 m3/s
직경 1 m
유속 = 유량/단면적 = 1 / (π*1*1/4) = 1.27 m/s
압력손실 = 입구압력 - 출구압력 = 2 - 1 bar = 1 bar = 100,000 Pa
∴Loss Coefficient K = 100,000 / (1,000*1.27*1.27/2) = 123.37
이를 적용한 Loss: Discrete의 입력 데이터는 아래와 같습니다.
![](https://flowmaster.co.kr/wp-content/uploads/kboard_attached/2/202404/663093b0a6e648401200.jpg)
Forward Loss Coefficient는 유동 방향이 컴포넌트 화살표 방향과 일치할 때의 Loss Coefficient이며,
Reverse Loss Coefficient는 유동 방향이 역류할 때의 Loss Coefficient로,
유동 방향에 따라 압력 손실이 달라지는 경우도 고려할 수 있습니다.
Simcenter Flomaster V2401
Simcenter Flomaster에는 pipe 및 bend, junction, valve 등 다양한 구성 요소를 제공합니다.
그러나 strainer, filter, 열교환기 등 일부 요소를 제공하지 않거나 사용하기 어려운 문제가 간혹 발생합니다.
또한, 특수한 기기의 압력 손실을 표현하기 어려운 문제가 발생하기도 합니다.
이에 Simcenter Flomaster는 Loss: Discrete 컴포넌트를 제공하여 압력 손실을 간단하게 표현할 수 있도록 도움을 주고있습니다.
이 technote에서는 Loss Coefficient "K"를 사용하여 압력 손실을 표현하는 방법에 대해 다룹니다.
Loss Coefficient "K"는 아래와 같은 수식을 통해 계산되어집니다.
![](https://flowmaster.co.kr/wp-content/uploads/kboard_attached/2/202404/663090c3cb5a13579513.png)
K : Loss Coefficient
ΔP : 압력손실 [Pa]
ρ : 입출구 평균 밀도 [kg/m3]
v : 입출구 평균 속도 [m/s]
실험/설계 데이터를 통해 압력손실 및 유속을 확인하여 Loss Coefficient "K"를 계산하고,
이를 Loss: Discrete 컴포넌트에 적용하여 원하는 압력 손실을 구현할 수 있습니다.
![](https://flowmaster.co.kr/wp-content/uploads/kboard_attached/2/202404/663091cf476528637867.jpg)
![](https://flowmaster.co.kr/wp-content/uploads/kboard_attached/2/202404/663091cf519f42709267.jpg)
![](https://flowmaster.co.kr/wp-content/uploads/kboard_attached/2/202404/663091cf522c94395845.jpg)
예를 들어 아래와 같은 조건에서 Loss coefficient를 계산해보겠습니다.
밀도 1,000 kg/m3
입구 압력 2 bar
출구 압력 1 bar
유량 1 m3/s
직경 1 m
유속 = 유량/단면적 = 1 / (π*1*1/4) = 1.27 m/s
압력손실 = 입구압력 - 출구압력 = 2 - 1 bar = 1 bar = 100,000 Pa
∴Loss Coefficient K = 100,000 / (1,000*1.27*1.27/2) = 123.37
이를 적용한 Loss: Discrete의 입력 데이터는 아래와 같습니다.
![](https://flowmaster.co.kr/wp-content/uploads/kboard_attached/2/202404/663093b0a6e648401200.jpg)
Forward Loss Coefficient는 유동 방향이 컴포넌트 화살표 방향과 일치할 때의 Loss Coefficient이며,
Reverse Loss Coefficient는 유동 방향이 역류할 때의 Loss Coefficient로,
유동 방향에 따라 압력 손실이 달라지는 경우도 고려할 수 있습니다.