유량계

유량계(flowmeter)는 시간당 일정한 면적의 단면을 총과하는 유체의 체적, 질량 또는 중량의 비를 측정하는 장치이다. 유량계의 종류로는 차압식 유량계, 가변면적식 유량계, 용적식 유량계, 터빈식 유량계, 와류식 유량계, 전자식 유량계 등이 있다.

개요

유량계는 액체, 기체의 유량을 측정하는 계기이며 유량(flow rate)은 단위 시간에 일정한 면적의 단면을 통과하는 유체의 체적, 질량 또는 중량의 비를 표현한 물리량이다. 유체의 양을 체적으로 나타낼 때 체적유량계라 하고 질량으로 나타낼 때 질량 유량계라 한다.

유량계 종류

차압식 유량계

관로 내에 조임기구(오리피스, 노즐, 벤츄리관 등의 총칭)를 설치하고 유량의 크기에 따라서, 그 전후에 발생한 차압 (P1-P2)을 측정하여 유량을 측정하는 방식의 유량계이다. 유량은 측정한 압력차의 제곱근 값과 비례한다.

□ 벤츄리미터(Venturi meter) - 이탈리아 물리학자 조반니 바티스타 벤츄리(Giovanni Battista Venturi, 1746~1822)가 발견하고 명명한 벤츄리 효과(Venturi effect)를 이용한 계측장치이다. 유체역학에서 파이프 안을 흐르는 유체는 직경이 더 졻은 부분을 만나면 속도가 빨라지고 역학적 에너지의 보존을 위해 압력이 낮아진다. 속도와 압력의 관계는 베르누이(Bernoulli) 방정식에 따른다. 벤츄리미터는 단면이 작은 목(throat) 부분과 점점 축소, 점점 확대되는 단면을 가진 관으로서 유체가 벤츄리 튜브를 흘러지날 때 목 부분의 정력학적 수두와 축소 부분의 정력학적 수두는 차이가 존재하며 이 차이를 이용하여 유량을 계산한다.

□ 유량측정용 노즐 - 벤츄리미터와 오리피스의 특성을 고려하여 만든 유량측정용 기구이다. 정수압이 유속으로 변화하는 원리를 이용하였다.

□ 오리피스미터(orifice meter) - 작은 구멍이 있는 조임판(오리피스판 또는 노즐판이라 한다)을 관내에 설치하여 흐름을 조이고, 그 전후의 압력차에서 유량을 측정한다

□ 피토관(Pitot tube) - 프랑스의 공학자 H.피토(H. Pitot, 1695-1771)가 발명한 유속측정장치이며 피토 정압관(Pitot-static tube)을 이용하여 총압력과 정압력을 측정하는 방법으로 유속을 측정한다.

참고자료

• 〈유량계〉, 《네이버 지식백과》
• 〈유량계(Flowmeter)의 종류, 원리 및 특징〉, 《네이버 블로그》
• "Flow measurement", Wikipedia

같이 보기

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