(1) 유량의 구분

관을 통하여 흐르는 유량을 측정하고, 공정에 맞추어 조절하는 것은 화학공정에서 매우 중요.

질량 유속 : (                                  )

여기서: 질량 유속[kg/s]

부피 유속 : (                                                          )

(2) 평균 유속과 부분 유속

평균 유속

유속 : (                                                              )

(a) 이상적인 흐름의 유속(b) 실제 흐름의 유속

그림 Ⅱ-7 이상적인 흐름과 실제 흐름의 유속

(a) 전단 응력의 크기 (b)실제 흐름의 유속

그림 Ⅱ-8 전단 응력과 실제 흐름의 유속

관평균 유속(mean velocity) : (                                       )

층류 : (                                                        )

난류 : (

)

피토관(Pitot tube)에 위한 부분 유속 측정

피토관은 유선에서의 국부 유속을 측정할 수 있는 기구로소 유체 흐름의 총압과 정압의 차이로 측정

그림 Ⅱ-9 피토관의 원리

국부 속도를 측정할 수 있는 장치

그림 Ⅱ-9과 중심이 같은 2중 원관으로 되어 있으며, 외관의 끝부분에는 흐름이 수직으로 작은 구멍이 뚫여 있다. 따라서 내관에서는 유체운동의 동압, 외관에서는 정압을 측정하도록 되어 있고, 이것을 각각 마노미터의 두 끝에 연결하여 압력이 차를 읽음

흐름의 속도구배가 있을 경우 피토관의 위치에 따라 동압이 변할 것이므로 그 부분에서의 국부유속(local velocity)만을 측정

(                                                                        )

피토관은 보통 관로 내의 유속 분포의 측정에 사용되나, 설비가 간단하고 두손실도 적어서 직경이 큰 관의 유속 측정에 잘 이용된다. 특히 비행기의 속도, 수력 발전소의 수량 측정, 송풍기의 풍량 측정 등에 많이 사용

유체가 기체인 경우에는 일반적으로 동력이 적어져서 0.1 m/s 이하의 유속의 측정은 곤란

22℃, 1atm에서 공기(밀도 1.21kg/m3)가 도간을 흐르고 있다. 피토관을 도관의 중심부에 설치하고 물을 봉액으로 한 U자관 마노미터의 차압을 읽으니 5.4cm 였다. 중심부의 풍속을 구하여라.

물이 흐르는 안지름 25mm 관로 중심에 피토관을 설치하고 피토관에 연결된 마노미터를 보니 압력 차이가 65.8mm였다. U자관 마노미터의 액은 사염화탄소(비중 1.6)였다. 평균 유속은 얼마인가?(단 온도는 무시한다.)