배관과 관이음에 대해서 알아보기

유압 회로에서 세 가지 형태의 배관인 파이프, 튜브, 호스

 유속은 배관의 선택 시 가장 중요한 사항 중의 하나이고, 만일 배관이 유압 시스템에서 유량에 비해 너무 작으면, 유속이 빨라져 속도의 적정 범위가 벗어난 초과 속도가 될 것이다. 초과 속도는 유체 마찰력을 증가시켜 큰 압력 강하의 원인이 되며, 동력손실과 유체의 가열 등을 유발하여 결과적으로 유압 시스템의 효율의 저하를 가져온다. 유속(v)과 유량(Q)의 관계의 식은 Q = vA로 표시된다.

 

Q = vA에 대한 풀이

 여기서 A는 배관의 면적이며, 이 면적은 내경(ID)에 의해 정해진다. 상식적으로 앞의 식에서 직경이 큰 관은 주어진 유량에 대하여 유속은 작게 된다. 저속은 유체를 보다 효율적으로 이송하므로 바람직하지만, 유압 부품은 더 무겁고 더 비싸게 된다. 그래서 사용자들은 가볍고 가격이 저렴한 내경이 작은 배관과 효율이 높고 내경이 큰 배관들 사이에서 균형을 찾아야 한다.

 그러면 허용 유속은 어떻게 결정할 것인가? 그것은 유압 시스템에 달려 있다. 예를 들면 차량용 유압 시스템은 부품의 크기와 중량을 감소시킴으로 인해 관 내 유속이 빨라서 압력 강하량이 커져도 무난하고, 고정 유압 시스템에서는 차량용 유압 시스템에 비해 크기와 무게가 덜 중요하므로 고정 유압 시스템에서는 일반적으로 부품을 크게 해서 관 내 유속을 감소시킨다. 부가적으로 배관에서의 적합한 유속을 줄 수 있을 정도로 배관의 직경은 커야 하며, 유압 시스템의 작동압력에 견딜 수 있어야만 한다.