가스산업의 발전과 가스수요자의 급격한 증가로 인해 가스수송 시스템을 운영하는데 경제적인 최적수단을 강구하게 되고, 또한 시스템의 안전측면도 상당한 관심으로 대두되고 있다. 이를 위해서는 시스템을 정확히 예측하고 예기치 못한 공급압력 저하 등에 대한 정보를 신속, 정확하게 제공할 수 있는 해석이 필요하다. 배관망해석 방법에는 크게 정상유동상태(Steady State) 해석과 비정상유동상태(Unsteady State) 해석 두 가지로 나눌 수 있다. 도시가스 배관망은 길이가 길고, 가스보일러의 운전상태 및 시간적, 계절적 요인에 의한 가스 수요량의 변화가 많으므로 가스 흐름이 비정상상태 흐름이다. 그러나 가스공급량을 정확하게 측정하기가 현실적으로 어려워 정상상태로 가정하여 Peak시 부하를 이용하여 배관망 해석시 양호한 결과를 얻을 수 있다. 배관망을 신설하거나 시설물을 추가할 때 관경의 크기, 경로, 배관망 형상, ...
가스산업의 발전과 가스수요자의 급격한 증가로 인해 가스수송 시스템을 운영하는데 경제적인 최적수단을 강구하게 되고, 또한 시스템의 안전측면도 상당한 관심으로 대두되고 있다. 이를 위해서는 시스템을 정확히 예측하고 예기치 못한 공급압력 저하 등에 대한 정보를 신속, 정확하게 제공할 수 있는 해석이 필요하다. 배관망해석 방법에는 크게 정상유동상태(Steady State) 해석과 비정상유동상태(Unsteady State) 해석 두 가지로 나눌 수 있다. 도시가스 배관망은 길이가 길고, 가스보일러의 운전상태 및 시간적, 계절적 요인에 의한 가스 수요량의 변화가 많으므로 가스 흐름이 비정상상태 흐름이다. 그러나 가스공급량을 정확하게 측정하기가 현실적으로 어려워 정상상태로 가정하여 Peak시 부하를 이용하여 배관망 해석시 양호한 결과를 얻을 수 있다. 배관망을 신설하거나 시설물을 추가할 때 관경의 크기, 경로, 배관망 형상, 정압기 위치 등을 고려하게 되는데 이는 배관망의 용량과 효율에 직접적인 관련이 있기 때문에 배관망해석 결과를 기초로 하지 않고는 최적의 배관망 설계를 기대하기 어렵다. 따라서, 가스수요자들에게 원하는 가스의 양과 압력을 적절히 공급하기 위해서는 배관망 해석이 필수적이다. 본 연구에서는 Newton-Raphson방법을 이용하여 정상상태 배관망 유동해석 모델을 개발하였다. 복잡한 배관망에 대해 각 pipe내의 유량, 유속, 그리고 각 절점에서의 압력을 계산할 수 있도록 하였다. 개발된 모델을 상용프로그램(pipe2.0)과 비교해 본 결과 본 모델이 매우 정확한 결과를 나타내었다. 그리고 배관 조도계수 변화에 따른 각 절점에서의 압력변화량과 배관망전체에 미치는 영향을 분석하였으며, 그 결과 저압배관망에서 조도계수의 영향이 크다는 사실과 실제 조도계수에 비해 작게 조도계수를 설정한 경우가 절점압력에 많은 오차를 유발시킨다는 사실을 알 수 있었다.
가스산업의 발전과 가스수요자의 급격한 증가로 인해 가스수송 시스템을 운영하는데 경제적인 최적수단을 강구하게 되고, 또한 시스템의 안전측면도 상당한 관심으로 대두되고 있다. 이를 위해서는 시스템을 정확히 예측하고 예기치 못한 공급압력 저하 등에 대한 정보를 신속, 정확하게 제공할 수 있는 해석이 필요하다. 배관망해석 방법에는 크게 정상유동상태(Steady State) 해석과 비정상유동상태(Unsteady State) 해석 두 가지로 나눌 수 있다. 도시가스 배관망은 길이가 길고, 가스보일러의 운전상태 및 시간적, 계절적 요인에 의한 가스 수요량의 변화가 많으므로 가스 흐름이 비정상상태 흐름이다. 그러나 가스공급량을 정확하게 측정하기가 현실적으로 어려워 정상상태로 가정하여 Peak시 부하를 이용하여 배관망 해석시 양호한 결과를 얻을 수 있다. 배관망을 신설하거나 시설물을 추가할 때 관경의 크기, 경로, 배관망 형상, 정압기 위치 등을 고려하게 되는데 이는 배관망의 용량과 효율에 직접적인 관련이 있기 때문에 배관망해석 결과를 기초로 하지 않고는 최적의 배관망 설계를 기대하기 어렵다. 따라서, 가스수요자들에게 원하는 가스의 양과 압력을 적절히 공급하기 위해서는 배관망 해석이 필수적이다. 본 연구에서는 Newton-Raphson방법을 이용하여 정상상태 배관망 유동해석 모델을 개발하였다. 복잡한 배관망에 대해 각 pipe내의 유량, 유속, 그리고 각 절점에서의 압력을 계산할 수 있도록 하였다. 개발된 모델을 상용프로그램(pipe2.0)과 비교해 본 결과 본 모델이 매우 정확한 결과를 나타내었다. 그리고 배관 조도계수 변화에 따른 각 절점에서의 압력변화량과 배관망전체에 미치는 영향을 분석하였으며, 그 결과 저압배관망에서 조도계수의 영향이 크다는 사실과 실제 조도계수에 비해 작게 조도계수를 설정한 경우가 절점압력에 많은 오차를 유발시킨다는 사실을 알 수 있었다.
The most economical management of gas supply system is needed because of developed gas industry as well as rapid increase of the number of the gas users, and the system safety also drew people's attention. Therefore, an analysis system is needed to forecast systems exactly and to supply the informat...
The most economical management of gas supply system is needed because of developed gas industry as well as rapid increase of the number of the gas users, and the system safety also drew people's attention. Therefore, an analysis system is needed to forecast systems exactly and to supply the information on unexpected drop of supply pressure immediately and exactly. The piping network may be investigated in both ways, that is, steady state and unsteady state. The city gas piping network has the gas flow in unsteady state because of much fluctuation of gas demand depending upon each season. The piping network can be investigated using peak load in normal state because the gas supply quantity is difficult to be estimated exactly. Pipe diameter, routes, piping network's configuration and the position of a pressure regulator, etc are important to construct a piping network and add facilities and to have direct relations with a piping network's capacity and efficiency: Without an analysis of piping network, optimum piping network cannot be designed. Therefore, an analysis of piping network is needed to supply proper quantity and pressure of city gas to the users. In this study, a model of the analysis of steady state of the city gas piping network was developed using the Newton-Raphson method to calculate the flow rate, the speed of a current and the pressure of the node of each pipe of a complicated piping network. The comparison of the developed model with a commercial use program(pipe2.0) evidenced that the model was very much exact. The study also investigated the effects of changed coefficient of roughness of piping upon the pressure changes of each node as well as overall piping networks, and found that the coefficient of roughness of low pressure piping networks had great influence and low coefficient of roughness made a lot of errors at node pressure more than actual coefficient of roughness did.
The most economical management of gas supply system is needed because of developed gas industry as well as rapid increase of the number of the gas users, and the system safety also drew people's attention. Therefore, an analysis system is needed to forecast systems exactly and to supply the information on unexpected drop of supply pressure immediately and exactly. The piping network may be investigated in both ways, that is, steady state and unsteady state. The city gas piping network has the gas flow in unsteady state because of much fluctuation of gas demand depending upon each season. The piping network can be investigated using peak load in normal state because the gas supply quantity is difficult to be estimated exactly. Pipe diameter, routes, piping network's configuration and the position of a pressure regulator, etc are important to construct a piping network and add facilities and to have direct relations with a piping network's capacity and efficiency: Without an analysis of piping network, optimum piping network cannot be designed. Therefore, an analysis of piping network is needed to supply proper quantity and pressure of city gas to the users. In this study, a model of the analysis of steady state of the city gas piping network was developed using the Newton-Raphson method to calculate the flow rate, the speed of a current and the pressure of the node of each pipe of a complicated piping network. The comparison of the developed model with a commercial use program(pipe2.0) evidenced that the model was very much exact. The study also investigated the effects of changed coefficient of roughness of piping upon the pressure changes of each node as well as overall piping networks, and found that the coefficient of roughness of low pressure piping networks had great influence and low coefficient of roughness made a lot of errors at node pressure more than actual coefficient of roughness did.
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