유체 배출 속도 및 유량 계산

그림 1. 탱크로부터 유체 배출

 

탱크나 용기를 비울 때 유체 배출 속도, 체적 유량과 질량 유량은 아래 식으로 계산할 수 있다.

 

(식 1) 배출 속도, V (m/s) = (2 g H )^1/2  

 

(식 2) 체적 유량 , Qv = Cd * A * (2 g H)^1/2    

 

(식 3) 질량 유량, Qm = ρ * Qv

 

여기서, 

H : 유체 높이(m)

g : 중력가속도,  9.81 m/s2 

Cd : 배출계수(discharge coefficient) 로, 출구의 형태에 따라 다른 값을 가진다. (아래 그림 2 참조)

       a) Sharp-edged  Cd=0.61, b) Rounded  Cd=0.98,

       c) Short tube Cd=0.8, d) Borda Cd=0.51

 

A : 출구 단면적(m2)

ρ : 유체 밀도 (kg/m3)

이다.

 

그림 2. 출구 형태에 따른 배출계수

 

유체 높이, H (m) :

배출구 내경, D (m) :

배출 계수, Cd :

유체 밀도, ρ (kg/m3) :

     

출구 속도, V (m/s) :

체적 유량 (m3/s) :

질량 유량 (kg/s) :

 

위의 기본값으로 입력된 밀도는 물의  값이다.