밸브를 조이면 왜 배관의 부분적 저항이 증가하는지 어떻게 이해할 수 있을까?
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천대 화공 원리서, 원심펌프의 조절에 관한 장에서는, 밸브를 좁히면 배관의 부분적 저항이 증가하여 배관의 특성 곡선이 가팔라진다고 설명되어 있습니다.밸브를 조이면 왜 배관의 부분적인 저항이 커지는지 어떻게 이해할 수 있을까? 제가 이해한 바로는, 유체가 완전한 난류 상태에 있을 때 직관의 저항은 유속의 제곱에 비례합니다. 그렇다면 밸브를 닫으면 직관의 저항은 줄어들겠죠. 그렇다면 총저항(직관의 저항 + 국부적 저항)은 과연 어떻게 변할까요? 정말 혼란스러워요, 풀어주세요
여전히 글쓴이님의 공유에 감사드려요~
밸브를 완전히 닫으면 저항이 가장 크다.
사실 문제를 극단적으로 분석해볼 수 있습니다. 극단적인 조건이란 결국 밸브가 완전히 닫혀서 유체가 전혀 통과할 수 없는 상태를 말하는 것입니다. 즉, 밸브가 아주 작은 값까지 닫히는 것이며, 이는 수학적으로 해결할 수 있습니다；혹은 밸브를 조이는 것을 파이프의 직경이 작아지는 것으로 이해할 수 있습니다. 그러면 저항도 자연스럽게 커지는데, 이에는 공식이 있어서 저항은 파이프의 직경과 반비례합니다.
감사합니다. 이제 이해했지만, 여전히 궁금한 점이 있습니다. 밸브를 조이면 유량이 줄어드는데, 유체가 완전한 난류 상태에 있을 때 직관의 저항은 유량의 제곱에 비례합니다. 그렇다면 직관의 저항도 줄어드는 것인가요?
밸브를 조이면 왜 유속이 줄어드는 걸까요?
가속도가 없을 때, 총 저항력 = 추진력(위차, 압력 차이 등)이며, 추진력이 변하지 않으면 총 저항력도 변하지 않습니다! 총 저항 = 부분 저항 + 직관 저항；밸브를 조이면 유속이 줄어들고, 그 결과 직관의 저항은 감소하지만 국부적인 저항은 증가합니다!
저항 손실 계산 공식의 분자에는 속도의 제곱이 포함되어 있습니다. 밸브를 닫으면 유로 면적이 줄어들어 속도가 증가하죠. 이렇게 이해해도 괜찮을까요?
밸브를 조이면 저항이 커지는 것은 저항 계수가 증가하기 때문이며, 이는 속도 감소 항목보다 훨씬 크다