와류식 유량계(Vortex Flowmeter)의 원리, 특징 그리고 장점 및 단점

와류식 유량계(Vortex Flowmeter)의 원리, 특징 그리고 장점 및 단점

 

1. 와류식 유량계란?
  1) 유체가 흐르는 관로에 장애물을 설치하여 장애물 뒤에서 발생하는 규칙적인 소용돌이(와류)의 수를 계수해 유량을

      측정하는 방식.
  2) 원리: 와류 발생 주파수가 유체의 유속에 비례하므로 이를 통해 유량을 계산.

 

 

 

2. 특징
  1) 액체와 기체 모두 측정 가능하며, Rangeability(측정 가능한 범위)가 넓음.
  2) 유체의 온도, 밀도, 조성, 점도 등의 영향을 거의 받지 않음.
  3) 영점(Zero point)이 안정적임.
  4) 출력 신호가 유속에 비례하는 펄스(Pulse) 주파수로 나타나므로 적산(누적 측정)이 용이함.
  5) 압력 손실이 매우 적음.
  6) 대구경에서도 상대적으로 저비용으로 제작 가능.
  7) 정확도가 비교적 낮음:
    - 액체: ±0.65%
    - 기체: ±1%

 

 

 

3. 장점
  1) 다목적 사용: 액체, 기체, 증기 등 다양한 유체를 측정 가능.
  2) 유체 특성의 영향을 적게 받음: 온도, 점도, 밀도 변화에도 정확도 유지.
  3) 내구성 우수: 가동부(움직이는 부품)가 없어 마모로 인한 고장이 적음.
  4) 경제성: 초기 설치 및 유지 비용이 낮음.
  5) 압력 손실이 적음: 에너지 효율성이 우수함.
  6) 신뢰성: 출력 신호가 유속에 비례하는 펄스 형태로 제공되어 신호 처리 및 적산이 용이함.

 

 

 

4. 단점
  1) 정확도 제한: 다른 유량계에 비해 정확도가 낮음(액체 ±0.65%, 기체 ±1%).
  2) Slurry 적용 불가: 슬러리(고형물 포함 유체)에는 부적합.
  3) 부식성 유체 한계: 부식성 유체나 화학적으로 반응이 강한 환경에서는 내구성에 한계가 있음.
  4) 고온 제한: 온도 200°C 이하에서 가장 적합하며, 400°C 이상의 고온 환경에서는 사용 비추천.
  5) 소형 관로 부적합: 소구경 배관에서는 설치와 측정이 어려움.
  6) 배관 설치 조건: 직관부(Upstream 10D, Downstream 5D) 확보가 필요해 설치 공간 요구가 큼.

 

 

 

5. 접액형 와류식 유량계
  1) 가동부가 없음: 기계적인 움직이는 부품이 없어 내구성이 우수.
  2) 구조물 있음 (In-line): 배관 내에 직접 설치되는 구조.
  3) 측정 대상 범위가 넓음: 다양한 유체에 적용 가능.
  4) 비교적 저가: 설치 및 운영 비용이 상대적으로 낮음.
  5) 압력 손실 존재: 장애물에 의해 일부 압력 강하 발생.

 

 

 

6. 적합한 경우
  1) 측정 대상: 기체, 증기, 기름, 물, 

  2) 특수 유체 조건
    - 온도: 최대 200°C
    - 점도: 최대 200 cP

 

 

 

7. 측정 가능하나 추천하지 않는 경우
  1) 온도: 최대 400°C
  2) 부식성 유체 : Slurry

 

 

 

8. 추가적인 주의사항
  1) 와류식 유량계는 구조적으로 단순하고 비용 효율적이지만, 높은 온도나 부식성 환경에서는 정확도가 저하될 수

    있으므로 사용 전 조건을 면밀히 검토해야 합니다.
  2) 설치 시 직관부(Upstream, Downstream) 확보가 필수적입니다.
  3) 유지보수를 고려하여 설치 위치와 배관 조건을 설계해야 합니다.