공정제어 애플릿(applet) 3번째

소개글

공정제어 애플릿(applet) 3번째에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1.abstract

2.introduction

3.result

4.conclusion

본문내용

lve trim에서 linear 에 가까운 값을 가진다.
‘
<그림 3.5 characteristic이 Installed일 때, Inherent 일 때 process압력>
characteristic이 installed일 때 process가 △P를 갖는 것을 확인할 수 있다. 이에 반하여 Inherent일 때에는 process는 △P 를 갖지 않는다.
3.3 The maximum flow rate
밸브 사이즈()를 계속 증가시켰으나, Cv값이 1500정도 되자 값이 아예 0이 되고 아무리 Cv값을 크게 해주어도 유량이 230.9 gpm를 넘어가지 않는 결과를 얻었다.
밸브 사이즈를 150으로 맞춰놓고 Pump discharge를 증가시켰더니 50.0 일때의 유량이 250.9 gpm 이 되었다.
위 그림과 같이 유량이 200 gpm 이 될 때 값이 total pump discharge의 1/3 이하가 되지 않고 너무 큰 값을 나타냈다. 이 때, 밸브 크기를 증가 시켰더니 값이 줄어드는 결과를 볼 수 있었다.
그림 3.9에서 보는바와 같이 Cv 값을 220까지 증가시켰더니 total pump discharge의 1/3 이하가 되었다. 공정에서 적절한 밸브의 크기를 사용해야 함을 알 수 있었다.
Equal Percentage valve에서 R 값을 증가시키자, 점점 그래프가 linear한 형태로 변했다. 위의 조건에서는 R값이 120일 때가 전체적으로 linear해 보이는 결과를 보여주었다.
3.4 Hysteresis and positioner.
<그림 3.11 Hysteresis상태에서 signal을 약간 변화시킴>
그림 3.11과 같이 signal을 10.9mA에서 14mA으로 변화시켰는데도, Outlet Flow양은 변하지 않았다. 이와 같이 Hysteresis는 command signal 이 조금씩 변할 때 outlet flow 는 변하지 않는 현상을 얘기한다. 이는 stem과 packing 사이의 friction, loose linkage, pressure drop 등으로 인해서 생기는 현상이다.
이 때, 다시 valve nature를 positioner상태로 바꾸어 보면 signal에 대해 즉각적인 변화를 보이는 Outlet Flow를 확인해 볼 수 있다.
3.5 Air-To-Open vs Air-To-Close
① Air-To-Open
<그림 3.12 Air-to-Open상태로 signal증가시킴>
위의 그림과 같이 Air to open 의 경우에는 평소에는 닫혀 있다가 어떤 신호가 오면 밸브가 열려서 유체가 흐르는 것이다. signal의 증가에 따라서 Outlet Flow의 양 또한 증가하는 것을 볼 수 있었다.
② Air-To-Close
<그림 3.13Air-to-Close상태로 signal증가시킴>
반면에 Air to Close의 경우에는 평소에는 열려 있다가 어떤 신호가 오면 밸브가 닫혀서 유체가 흐르지 않는 것이다. 따라서 signal의 증가에 따라서 Outlet Flow의 양은 감소하는 것을 확인할 수 있었다.
상황에 따라서 두 가지를 선택하면 되는데, 밸브를 통해서 들어가는 물질이 위험한 물질일 경우에는 공장의 전원이 꺼졌을 때 밸브가 닫혀야 안전하므로 Air-to-Open을 사용하면 될 것이다. 반대로 밸브를 통해서 들어가는 물질이 온도 조절과 같이 항상 가동되어야 할 것이라면 공장의 전원이 꺼져도 계속 공급되도록 Air-to-Close로 사용하여야 할 것이다.
4. Conclusion
먼저, 예상했던 바와는 달리 Installed characteristic으로 설정하였을 때에는 Linear Trim Type 이 Linear한 모습을 보이지 않고, 오히려 Equal percentage가 더 선형에 가까운 모습을 보였다. 이는 공정과정에서의 △P를 고려해서 생긴 결과이고, 이는 Result 3.1에서 논의 하였지만 공정과정에서의 △P를 고려하게 되면, 와 q의 관계가 Linear한 식을 나타내지 못한다. 그래서 Characteristic을 inherent로 바꾸었더니 Linear Trim Type에서 linear 한 결과를 나타냈다. process에서의 압력강하가 없는 모드였기 때문에 나타난 결과였다. 애플릿 상에서도 0 psi가 되는 것을 확인할 수 있었다.
다음으로 밸브 사이즈에 따라서 최대 유량이 어떻게 되는지 시뮬레이션 해보았다. 밸브 사이즈를 아무리 증가시켜도 유량이 더 이상 커지지 않는 경우가 관찰되었는데 이때 Pump Discharge를 증가시키자, 유량이 증가하는 것을 볼 수 있었다. 또한 값이 total pump discharge의 1/3 이하가 되지 않을 때 밸브 크기의 증가로 1/3이하로 만드는 결과도 볼 수 있었다. 이러한 결과들을 토대로 할 때 공정에서 적절한 밸브 크기와 Pump Discharge가 중요하고, 이로써 공정을 조절할 수 있다는 사실을 알 수 있었다. 추가적으로 R값을 증가시키자 그래프가 Linear한 형태를 띄었는데, R이 rangeability (ratio between minimum flow and maximum flow ,)이므로 값이 커질수록 정확한 유량 조절이 가능한 밸브가 된다는 사실을 알았다.
그리고, stem과 packing 사이의 friction, loose linkage, pressure drop등으로 생기는 Hysteresis 현상을 관찰할 수 있었고, 이를 positioner상태를 통해 signal에 대해서 즉각적인 변화를 보이는 Outlet flow를 만들 수 있었다.
마지막으로 Air-to-Open과 Air-to-Close상태의 특성을 직접 확인해 볼 수 있었다. 공정의 특성에 따라서 적절한 모드 상태로 안전과 효율성을 가질 수 있겠다는 생각이 들었다. 밸브를 통해서 들어가는 물질이 위험한 물질일 경우에는 공장의 전원이 꺼졌을 때 밸브가 닫혀야 안전하므로 Air-to-Open을 사용하면 될 것이고, 반대로 밸브를 통해서 들어가는 물질이 온도 조절과 같이 항상 가동되어야 할 것이라면 공장의 전원이 꺼져도 계속 공급되도록 Air-to-Close로 사용하여야 할 것이다.

키워드

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