밸브의 유동특성과 구조안정성을 파악하는 것은 산업용 밸브 시스템에 있어서 중요하다. 먼저 유동특성을 파악하기 위해서는 관 내부와 밸브의 유동현상을 이해하는 것이 바람직하다. 이러한 현상을 알기 위해서는 수치 해석적 방법과 실험에 의한 방법 등 두 가지가 있다. 실험에 의한 방법은 설치와 측정에 어려움이 있는 단점이 있으나, 수치 해석적 방법은 더욱 간편하게 이해할 수 있다. 본 연구에서는 고압, 고온 환경하에서 사용되는 밸브로써 내부의 고온 유체(320℃)와 외부 대기 온도(18℃)와의 온도 차와 디스크 형상에 따른 안전성을 검증하였으며, 내압에 따른 변형해석 및 고온 환경하에 대한 ...
밸브의 유동특성과 구조안정성을 파악하는 것은 산업용 밸브 시스템에 있어서 중요하다. 먼저 유동특성을 파악하기 위해서는 관 내부와 밸브의 유동현상을 이해하는 것이 바람직하다. 이러한 현상을 알기 위해서는 수치 해석적 방법과 실험에 의한 방법 등 두 가지가 있다. 실험에 의한 방법은 설치와 측정에 어려움이 있는 단점이 있으나, 수치 해석적 방법은 더욱 간편하게 이해할 수 있다. 본 연구에서는 고압, 고온 환경하에서 사용되는 밸브로써 내부의 고온 유체(320℃)와 외부 대기 온도(18℃)와의 온도 차와 디스크 형상에 따른 안전성을 검증하였으며, 내압에 따른 변형해석 및 고온 환경하에 대한 열전달 해석과 온도 차에 따른 열응력해석을 ANSYS workbench 11.0을 사용하여 수행하였다. 또한, 수치해석을 위해서 상용코드인 CFD프로그램인 CFX 11.0을 사용하였으며, 난류 모델로는 SST 모델(shear-stress transport model)을 적용하였다. 또한, 유동현상을 파악하고 유량계수()를 산출하였다. 본 연구를 통하여 현재 유체기계의 유동해석에 쓰이는 CFX의 결과가 유동예측을 충분히 할 수 있음을 알 수 있다. 해석 대상인 버터플라이밸브는 밸브의 열림 각도를 변경하면서 내부 유동특성을 파악하고 유량계수를 산출하였다. 해석 결과 개폐각도에 따라 유동의 안정화가 다르며, 전압력 차이를 확인할 수 있었다. 또한, 본 연구에서 구해진 결과 자료는 밸브 또는 여러 가지 기자재의 설계에 있어서 기초적이고 기본적인 자료로 쓰일 수 있다고 본다.
밸브의 유동특성과 구조안정성을 파악하는 것은 산업용 밸브 시스템에 있어서 중요하다. 먼저 유동특성을 파악하기 위해서는 관 내부와 밸브의 유동현상을 이해하는 것이 바람직하다. 이러한 현상을 알기 위해서는 수치 해석적 방법과 실험에 의한 방법 등 두 가지가 있다. 실험에 의한 방법은 설치와 측정에 어려움이 있는 단점이 있으나, 수치 해석적 방법은 더욱 간편하게 이해할 수 있다. 본 연구에서는 고압, 고온 환경하에서 사용되는 밸브로써 내부의 고온 유체(320℃)와 외부 대기 온도(18℃)와의 온도 차와 디스크 형상에 따른 안전성을 검증하였으며, 내압에 따른 변형해석 및 고온 환경하에 대한 열전달 해석과 온도 차에 따른 열응력해석을 ANSYS workbench 11.0을 사용하여 수행하였다. 또한, 수치해석을 위해서 상용코드인 CFD프로그램인 CFX 11.0을 사용하였으며, 난류 모델로는 SST 모델(shear-stress transport model)을 적용하였다. 또한, 유동현상을 파악하고 유량계수()를 산출하였다. 본 연구를 통하여 현재 유체기계의 유동해석에 쓰이는 CFX의 결과가 유동예측을 충분히 할 수 있음을 알 수 있다. 해석 대상인 버터플라이밸브는 밸브의 열림 각도를 변경하면서 내부 유동특성을 파악하고 유량계수를 산출하였다. 해석 결과 개폐각도에 따라 유동의 안정화가 다르며, 전압력 차이를 확인할 수 있었다. 또한, 본 연구에서 구해진 결과 자료는 밸브 또는 여러 가지 기자재의 설계에 있어서 기초적이고 기본적인 자료로 쓰일 수 있다고 본다.
It is important to catch hold of valve flow characteristics and structural stability on system of industrial valve. First, It is desired that understand flow phenomenon within pipe for the logic of the flow characteristics. There are two ways to understand this phenomenon, one is experimentally and ...
It is important to catch hold of valve flow characteristics and structural stability on system of industrial valve. First, It is desired that understand flow phenomenon within pipe for the logic of the flow characteristics. There are two ways to understand this phenomenon, one is experimentally and the other is by numerical analysis. The experimental set up for this system is difficult. On the other hand, numerical analysis is more easy to perform. In this work, a butterfly valve subjected to high-pressure and temperature (320℃) from inside is studied base on the geometry. The outside of the valve is exposed to atmospheric conditions. In this study, I used ANSYS WORKBENCH 11.0, to verify the safety and the deformation caused by the temperature difference. I also verified the thermal stress and heat transfer under the above mentioned conditions. I also used CFX 11.0, common CFD program, to perform numerical analysis. I applied SST(shear-stress transport) model of turbulence condition. I have understood the flow phenomenon and worked out coefficient of flow() Through this study, There is enough evidence to support this view that result of CFX used to fluid machinery and flow analysis show flow predictions. Flow coefficient was calculated by changing the Butterfly valve disc opening angle. Flow phenomenon within pipe was understood by numerical analysis. The result shows that the total pressure difference and flow profile varies for each case. I think the result obtained from this study are helpful to design of the valve at base.
It is important to catch hold of valve flow characteristics and structural stability on system of industrial valve. First, It is desired that understand flow phenomenon within pipe for the logic of the flow characteristics. There are two ways to understand this phenomenon, one is experimentally and the other is by numerical analysis. The experimental set up for this system is difficult. On the other hand, numerical analysis is more easy to perform. In this work, a butterfly valve subjected to high-pressure and temperature (320℃) from inside is studied base on the geometry. The outside of the valve is exposed to atmospheric conditions. In this study, I used ANSYS WORKBENCH 11.0, to verify the safety and the deformation caused by the temperature difference. I also verified the thermal stress and heat transfer under the above mentioned conditions. I also used CFX 11.0, common CFD program, to perform numerical analysis. I applied SST(shear-stress transport) model of turbulence condition. I have understood the flow phenomenon and worked out coefficient of flow() Through this study, There is enough evidence to support this view that result of CFX used to fluid machinery and flow analysis show flow predictions. Flow coefficient was calculated by changing the Butterfly valve disc opening angle. Flow phenomenon within pipe was understood by numerical analysis. The result shows that the total pressure difference and flow profile varies for each case. I think the result obtained from this study are helpful to design of the valve at base.
Keyword
#열응력 버터플라이 밸브(Butterfly valve) CV(유량계수) SST모델(Shear-stress transport model)
학위논문 정보
저자
전보현
학위수여기관
동아대학교 대학원
학위구분
국내석사
학과
기계공학과
발행연도
2010
총페이지
ⅵ, 51장
키워드
열응력 버터플라이 밸브(Butterfly valve) CV(유량계수) SST모델(Shear-stress transport model)
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