금속가공유 순환 시스템 (6): 금속가공유의 부피와 저장조 용량

November 26, 2017

 

 

금속가공유 순환 시스템 설계에 있어서 각별히 유의하여야 할 사항이 저장조의 크기와 형태, 그리고 금속가공유의 적절한 양을 결정하는 것입니다.

 

일반적으로, 금속가공유의 양이 많아질수록 프로세스의 안전성(safety)과 전체 순환 시스템의 안정성(stability)도 높아진다고 할 수 있습니다. 그러나 공간 제약과 함께 금속가공유의 교체와 폐기물 처리에 따른 비용과 시간, 노력 등을 고려하지 않을 수 없습니다.

 

따라서 금속가공유 순환 시스템의 구성과 저장조 용량은, 금속가공유 공급 부족으로 인한 문제가 발생하지 않도록 어느 정도 여유가 있으면서도 비용 부담이 크지 않게 적절한 선에서 결정되어야 합니다.

 

금속가공유 순환 시스템의 적절한 금속가공유 부피를 결정하려면, 반드시 다음과 같은 사항들을 고려하여야 합니다.

 

  • 금속가공유 순환 횟수(recirculation number) Rn [/h]: 시간 당 금속가공유가 순환하는 이론적 횟수

 

  • 체류시간(dwell) X [min]: 저장조에 담긴 금속가공유의 순(net) 부피에 대한 이론적 체류시간

 

금속가공유의 순환 횟수를 기반으로 하여 간편하게 금속가공유의 부피를 결정하는 방식은 실제 현장에서 유용한 것으로 알려져 있습니다. 아래 표는 경험에 근거하여 추천되고 있는 금속가공유의 순환 횟수입니다.

 

 

순환 시스템의 금속가공유 최적 체류시간과 순환 횟수

 

Source: V. P. Astakhov and S. Joksch, Metalworking fluids(MWFs) for cutting and grinding - Fundamentals and recent advances (2012).

 

 

 

각각의 순환 시스템에 적절한 유량 Qe [㎥/hr]는 저장조에 연결되어 있는 가공 장비들과 플러싱(flushing) 장치에서 필요로 하는 양에 따라 결정됩니다. 운전 부피 Vb [㎥]는 다음 식에 따라 구할 수 있습니다.

 

 

 

금속가공유 순환 횟수 Rn과 체류시간 X 사이에는 다음과 같은 관계가 성립합니다.

 

 

 

금속가공유의 순환 횟수가 많아질수록 저장조 내 체류시간이 짧아지므로, 타유와 입자를 분리하고 공기와 열을 방출할 수 있는 시간이 줄어들게 됩니다. 금속가공유의 순환 횟수가 상당히 많은 경우에는 온도 한계치를 넘지 않도록 냉각 시스템을 적용하여야 할 수도 있으며, 거품 발생에 따른 문제가 심각해질 수 있으므로 주의하여야 합니다.//

 

 

Ecopharos Inc.

 

 

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