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Simcenter Flomaster - Loss coefficient k를 이용한 압력 손실 표현

작성자
최종인
작성일
2024-04-30 15:51
조회
113
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.



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.





 

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.



 

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.

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