H계측제어

🔯연소가스 분석기기 🗄️

😽I 오르사트법

오르 사트법	18B10	20C09

18B10►보일러 연도에서 배기가스 시료를 채취하여 분석기 내부의 성분 흡수제에 흡수시켜 체적변화를 측정하여 CO₂–O₂–CO 순서로 분석하는 분석기 명칭을 쓰시오

I 오르사트법 분석기

보일러 연도에서 배기가스 시료를 채취하여 분석기 내부의 성분 흡수제에 흡수시켜 체적변화를 측정하여 CO₂ – O₂ – CO 순서로 분석하는 분석기 명칭을 쓰시오.

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🔯계측기기

✋I1 압력계

절대압력	18B14	16A16
	22B03

I1 압력환산 101324=10332=760

1ATM=1.01325bar=101324Pa
=10332kg/cm²=1.033mAq
=760mmHg

18B14►직화식 냉온수기에 부착된 U자형 마노미터의 눈금차가 8[㎜Hg]일때 흡수식 냉온수기 내부의 진공도[%]는 얼마인가? (단, 대기압은 760[㎜Hg)이다.)

I1 절대압력=대기압-진공압력

$$ 1.0332-(\frac{500}{760}\times 1.0332)=0.353[kgf/cm^2\cdot a] $$

22B03►증기 보일러에 부착하는 압력계에 대한 물음에 답하시오.

I1 압력계

►압력계의 최고눈금은 보일러 최고사용압력의 1.5배 이상, 3배이하이므로 압력계의 최고눈금은 1~3[MPa]이 되어야 하며, 압력계 바깥지름은 100[㎜]이상으로 하여야 한다.

►압력계를 증기보일러에 부착할 때 압력계 내부의 부르동관을 보호하기 위하여 안지름(6.5[㎜])이상의 (사이펀관)또는 동등한 작용을 하는 장치를 부착하여 증기가 직접 압력계에 들어가지 않도록 하여야 한다

I1 절대압력=대기압-진공압력

$$ H=Z+\frac{P}{\gamma}+\frac{V^2}{2g} $$

I2 유량계

✋I2 피토관

피토관	18c04
계산U	18A12	19C14	20A11
계산	22A05	16C13	18B13	21A15
	22B14	19B12	22C14
	21C02

피토관	18c04
계산U	18A12	19C14	20A11
계산	22A05	18B13	16C13	21A15 (유량)
	22B14	19B12
	21C03
	17B11	21A10

18c04►1)피토관(Pito tube)의 측정원리를 설명하시오.
2)피토관식 유량계 사용 시 주의사항 4가지만 쓰시오

I2 피토관

배관 내에 흐르는 유체의 전압과 정압을 측정하여 그 차이인 동압을 이용하여 베르누이 방정식에 의해 속도수두에서 유속을 구하고 그 값에 관로 단면적을 곱하여 유량을 측정하는 것

피토관의 헤드 부분은 유동 방향에 대해 평행하게 부착
프름에 대해 충분한 강도를 가져야 한다
5m/s이하의 기체에는 부적당하다
더스트, 미스트 등이 많은 유체에 부적합하다

18A12►비중0.8의 알코올이 든 U자관 압력계가 있다. 이 압력계의 한 끝은 피토관의 전압부에, 다른 끝은 정압부에 연결하여 피토관으로 기류의 속도를 재려고 한다. U자관의 읽음의 차가 78.8[mm], 대기압력이 1.0266*10⁵[Pb abs], 온도21℃일 때 기류의 속도를 구하시오.(단, 기체상수 R=287[N m/kg K]이다.

19C14►다음 U자관 압력계에서 A와 B의 압력차는 몇 kPa인가.H₁=250, H₂=200, H₃=600 이고 수은의 비중은 13.6이다.

20A11►1기압, 0[°C] 상태의 공기가 원형 덕트에 흐르고 있을 때 원형 덕트 중심부에 피토관을 설치하여 측정한 U자관 마노미터의 눈금이 3[㎜H₂O] 이었다. 이 상태에서 원형 덕트의 지름을 1/2로 축소하면 원형 덕트 중심부의 유속[m/s]얼마인가 (단, 1기압, 0[°C]상태의 공기 밀도는 1.293[kg/㎥]이다.)

✋I2 정압계산(피토관)

22A05►물속에 피토관을 설치하여 측정한 전압이 12[mH₂O], 유속이 11.71[m/s]이었다. 이때 정압[kPa]은 얼마인가?

16C13►상온, 상압의 공기유속을 피토관으로 측정하였더니
동압이 100[㎜Aq]이었다 이때 유속[m/s] 은 얼마인가?
(단, 공기의 비중량은 1.3[kgf/㎥], 물의 비중량은 1000[kgf/㎥], 피토관 계수는 1 이다.)

22B14►상온, 상압 상태에서 공기가 흐르고 있는 원형관 내부에 피토관을 설치하여 유속을 측정하였더니 동압이 980[Pa] 이었다. 공기를 비압축성 흐름으로 가정할때 속도[m/s]는 얼마인가? (단, 공기 비중량은 12.7[N/㎥]이다.）

21C03►그림과 같은 관로에 벤투리미터를 설치하여 20[°C] 물을 통과시켰을 때 온도기준 포화증기 표를 참고하여 캐비테이션이 발생하지 않는 조건으로 2번 지점에서의 최대유량[L/s]을 계산하시오.

I2 정압계산(피토관)

\[ V=\sqrt{2g\frac{P_t-P_s}{\gamma}} \]

\[V=\sqrt{2gh\frac{\gamma_m-\gamma}{\gamma}} \]

\[ \gamma(물의 비중량) : 1000[kgf/m^3] \]

\[ 1[atm]=760[mmHg]\] \[=10332[mmHO]=101.325[kPa] \]

Pt 전압 Ps정압 γ공기밀도

✋I2 속도,유량계산(피토관)

21A10►지름 80[㎜]인 배관에 지름 20[㎜]인 오리피스를 설치하여 공기의 유량을측정하려 한다. 오리피스 전후의 차압이 120[㎜H₂O] 발생하였을 때 유량[L/min]을 계산 하시오.

I2 속도,유량계산(피토관)

교축비계산

$$ m=(\frac{D_2}{D_1})^2 $$

속도계산

\[V=C\sqrt{2\times \frac{P_t-P_s}{\rho}} =C\sqrt{2\times \frac{P_t-P_s}{\frac{\gamma}{g}}} \\ =C\sqrt{2gh\frac{\gamma_m-\gamma}{\gamma}}\]

Pt : 전압 Ps : 정압
γm마노미터의비중량 γ유체의 비중량
ρm마노미터액체밀도 ρ 유체밀도

유량계산

\[Q=CAv_{m}=CA\sqrt{\frac{2g}{1-m^2}\times \frac{P_t-P_s}{\gamma}} \\ =CA\sqrt{\frac{2gh}{1-m^2}\times \frac{\gamma_m-\gamma}{\gamma}} \\ =CA\sqrt{\frac{2gh}{1-m^2}\times \frac{\rho_m-\rho}{\rho}}\]

I5 노즐의속도

$$ w_2=\sqrt{2(h_1-h_2)+w_1^2} $$

$$ w_2=\sqrt{2\frac{k}{k-1}\times RT_1\times\{1-(\frac{P_2}{P_1})^{\frac{k-1}{k}}\}} $$

🔟건조 포화증기가 노즐 내를 단열적으로 흐를 때 출구 엔탈피가 입구 엔탈피보다 100[kcaI/kg] 만큼 감소한다. 노즐 입구에서의 속도가 10[m/s]일 때 노즐 출구에서의 속도[m/s]를 구하시오.

\[w_2=\sqrt{2gJ(h_1-h_2)+w_1^2}\]

✋I2 면적식유량계

면적	19a05
초음파	18A02	21B03	24a17
열선식	15B	11C

19a05►면적식 유량계(또는 로터 미터) 장점 4가지를 쓰시오.

I2 면적식유량계

고점도 유체나 작은 유체에 대해서도 측정이가능하다
차압이 일정하여 오차의 발생이 적다
압력손실이 적고, 균등 유량을 얻을수 있다
슬러지나 부식성 유체의 측정이 가능하다

정도가 1~2%로 정밀측정에는 부적당하다
측정하려는 유체의 밀도를 미라 알아야 한다

18A02►초음파식 유량계의 장점 4가지를 쓰시오

I2 초음파 유량계

측정체가 유체와 접촉하지 않아 압력손실이 없다
정확도가 높고, 대유량 측정용으로 적합하다
고온, 고압, 부식성의 유체 측정이 가능하다
비전도성 액체의 유량측정이 가능하다

✋I4 오리피스

오리피스	19A	19B
계산	21A10	17B11

I4 오리피스

유체가 흐르는 일정한 단면을 갖는 배관중에 조리개 기구를 삽입하고, 유체를 통과시키면 조리개 전후에 연결된 U자형 액주계에서 압력차에 의한 높이차가 발생하고 이것을 측정하여 유량을 계산하는 간접식 유량계 중 차압식 유량계에 해당된다. 측정원리는 베르누이 방정식이다.

장점

➕ 구조가 간단하고 제작이 쉬워 가격이 저렴하다. ➕ 협소한 장소에 설치가 가능하다. ➕ 유량계수의 신뢰도가 크다 ➕ 오리피스 교환이 용이하다.

✋I5 노즐의속도

✋I6 마찰손실계수

21A17

$$ h_f=f\times\frac{L}{D}\times(\frac{V^2}{2g}) $$

I7 온도계

😽I7 온도계의 측정원리

측정원리	19B06	21a07	17c01
접촉식
열전대	19A01	20C07	18c10

17c01►접촉식 온도계의 종류 4가지를 쓰시오.

I7 온도계의 측정원리

바이메탈 : 선팽창계수가 다른 2종류의 앏은 금속판을 결합시켜 온도변화에 따라 구부러지는 정도가 다른 점을 이용
전기저항식 : 온도가 올라가면 금속제의 저항이 증가하는 원리를 이용
방사온도계 : 측정대상물체에서의 전방사에너지(복사에너지)를 렌즈 또는 반사경으로 열전대와 측온접점에 모아 열기전력을 측정하여 온도를 측정

● 열팽창 : 유리제 봉입식 온도계, 바이메탈 온도계, 압력식 온도계 ● 열기전력 : 열전대 온도계 ● 저항변화 : 저항온도계, 서미스터 ● 상태변화 : 제게르콘, 서머힐

비접촉식온도계

광고온계, 광전관 온도계, 색온도계 방사 온도계

😽I7 열전대(연안강경)

19A01►열전대온도계의 특징을 4가지만 쓰시오

I7 열전대(구비조건) 必

❶열전도율이 작을것
❷전기저항과 온도계수가 작을것
❸기계적 강도가 크고 내열성 내식성이 있을것
❹온도상승에 따른 열기전력이 클것
온도상승에 따라 연속적으로 상승할 것
열기전력의 특성이 안정되고 장시간 사용해도 변형이 없을 것
재료의 구입이 쉽고(경제적이고) 내구성이 있을 것
재생도가 크고 가공이 용이할 것

형식	명칭	측정범위
K	크로멜-알루멜	-20~1200[℃]
R	백금-백금로듐	0~1600[℃]
T	동-콘스틴탄	-180~350[℃]
J	철-콘스틴탄	-20~800[℃]

😽I8 습도계

	20B11	18a14

18a14►습도계의 종류 3가지를 쓰시오.(단, 건습구 습도계는 제외한다)

I8 습도계의종류

모발습도계
전기저항식 습도계
광전관식 노점계
가열식 노점계(듀셀 노점계)

20B11►통풍 건습구 습도계로 대기 중의 습도를 측정하였다. 건구온도가 26[℃], 포화수증기 분압 19.82[㎜Hg], 습구온도가 20[℃], 포화수증기 분압 15.47[㎜Hg]일 때 상대습도를 계산하시오.(단. 대기압은 760[㎜Hg]이다)

I8 습도계

►수증기분압

\[ P_w=P_{ws}-\frac{P}{1500}\times(t-t’)\]

►상대습도

\[ \phi=\frac{P_w}{P_s}\times 100 \]

►절대습도

\[ X=0.662\times\frac{P_w}{760-P_w} \]

😽 I9 비중계

” 11A “

I9 비중계

\[\rho=\frac{m}{V}\]

\[\rho_1=\frac{m}{V}=\frac{m}{h_1\times A}\]