Valve Plug의 모든 것: 종류와 유량 특성

Valve Plug의 모든 것: 종류와 유량 특성

 

1. Valve Plug의 역할
Valve Plug는 제어 밸브(Control Valve)의 핵심 구성 요소로, 밸브 시트(Valve Seat)에 대해 움직이며 유체의 흐름을 조절하는 역할을 합니다. Plug의 설계와 형상은 유량을 얼마나 효과적으로 제어할 수 있는지와 밸브 개도에 따른 유량 특성에 큰 영향을 미칩니다.

2. Valve Plug의 유량 특성
차압이 일정할 때 Valve Plug의 개도에 따라 유량이 크게 변화하는데, 이를 유량 고유 특성(Inherent Flow Characteristic)

이라고 합니다.

주요 특성으로는 Quick Opening, Linear, Equal Percentage, Modified Parabolic (변형 포물선형) 4가지로 나눕니다.

유량 특성의 적용
  1) 유체 레벨 제어 : 비례 제어가 필요한 경우 Linear 특성을 사용합니다.
  2) 압력 제어 : 압력 변화에 효과적으로 대응하기 위해 Equal Percentage 특성을 사용합니다.
  3) 유량 제어
    - 넓은 제어 범위가 필요한 경우 Linear 특성을 선택합니다.
    - 압력 변화가 크고 유량 변화가 적은 경우 Equal Percentage 특성을 사용합니다.

3. Valve Plug의 종류와 유량 특성
  1) Quick Opening (급개형)
    - 설계 : Globe Valve의 Plug가 평평한 모양으로 둥근 오리피스와 유사한 형태를 가집니다.
    - 유량 특성
      → 밸브가 열리기 시작하면 유량 변화가 급격히 증가합니다.
      → 밸브가 거의 완전히 열릴 때는 유량 변화가 거의 없습니다.
    - 예: 밸브 포트가 25%만 열려도 Full Open과 비슷한 유량이 흐릅니다.
    - 적용: 주로 On-Off 용도로 사용되며, 밸브 개도가 50% 이상일 때는 미세한 제어도 가능합니다.

  2) Linear (선형)
    - 설계 : 밸브 개도에 따라 유량이 비례적으로 증가합니다.
    - 유량 특성

      → 차압이 일정할 때, 유량 곡선이 직선으로 나타납니다.
      → 밸브 개도와 유량이 정확히 비례 관계를 가집니다.
      → 
      - 적용: 유체의 레벨 제어나 일정한 변화가 필요한 곳에 적합합니다.

3) Modified Parabolic (변형 포물선형)
    - 설계 : Linear와 Equal Percentage의 중간 특성을 가집니다.
    - 유량 특성
      → 밸브가 적게 열릴 때: 미세한 유량 조절이 가능합니다.
      → 밸브가 많이 열릴 때: Linear 특성을 가집니다.
    - 적용: 정밀한 제어와 비례적 특성이 동시에 요구되는 경우에 사용됩니다.

  4) Equal Percentage (등비율형)
    - 설계 : 밸브 개도가 일정하게 변화함에 따라 유량이 지수적으로 변화합니다.
    - 유량 특성
      → 밸브가 적게 열릴 때: 유량 변화가 적습니다.
      → 밸브가 많이 열릴 때: 유량 변화가 급격히 증가합니다.
      → 각 개도 변화에 따른 유량 비율은 이전 개도 위치의 유량에 비례합니다.
    - 적용 : 압력 제어에 주로 사용되며, 다음과 같은 시스템에서 적합합니다:
      → 시스템 내에서 대부분의 차압이 Control Valve에 걸리는 경우.
      → 차압 변동이 큰 환경.

 

4. 유량 고유 특성 곡선

① Quick Opening

② Linear

③ Modified Parabolic

④ Equal Percentage