배관 동파방지용 열선의 위치 선정을 위한 비정상 열전달 수치해석 Numerical analysis of unsteady heat transfer for the location selection of anti-freeze for the piping with electrical heat trace원문보기
최근 이상 한파로 인하여 배관 동파 피해가 증가하고 있다. 본 연구에서는 동절기 소방배관의 동파 방지에 효과적인 열선의 위치를 확인하기 위하여 열선 및 배관보온재가 설치된 배관을 수치해석에 적합하도록 모델링 하고 상용 수치해석 프로그램을 사용하여, 배관 내부의 비정상 2차원 ...
최근 이상 한파로 인하여 배관 동파 피해가 증가하고 있다. 본 연구에서는 동절기 소방배관의 동파 방지에 효과적인 열선의 위치를 확인하기 위하여 열선 및 배관보온재가 설치된 배관을 수치해석에 적합하도록 모델링 하고 상용 수치해석 프로그램을 사용하여, 배관 내부의 비정상 2차원 열전달 해석을 수행하였다. 비정상상태의 비압축성 유동장의 해석을 위해 상용 프로그램(FLUENT)을 사용하였다. 열선의 위치에 따라 buoyancy 효과에 의하여 배관 내부 유동에 차이가 발생하는 것을 확인할 수 있었고, 이로 인해 시간에 따른 열선의 위치에 따른 배관 내부 온도 상승 그래프가 서로 차이가 나는 것을 확인할 수 있었다. 열선 및 배관보온재가 설치된 배관을 모델링 하여 배관 내부의 온도분포, 등온선, 벡터장 및 시간에 따른 배관 내부 유체의 온도변화 그래프를 해석하였다. 본 연구의 수행 결과에 따르면 배관 단면의 하부에 열선을 설치하는 경우 배관 내부 물의 시간에 따른 최저온도 값이 가장 높아 동파방지에 가장 효과적인 것을 확인할 수 있었다.
최근 이상 한파로 인하여 배관 동파 피해가 증가하고 있다. 본 연구에서는 동절기 소방배관의 동파 방지에 효과적인 열선의 위치를 확인하기 위하여 열선 및 배관보온재가 설치된 배관을 수치해석에 적합하도록 모델링 하고 상용 수치해석 프로그램을 사용하여, 배관 내부의 비정상 2차원 열전달 해석을 수행하였다. 비정상상태의 비압축성 유동장의 해석을 위해 상용 프로그램(FLUENT)을 사용하였다. 열선의 위치에 따라 buoyancy 효과에 의하여 배관 내부 유동에 차이가 발생하는 것을 확인할 수 있었고, 이로 인해 시간에 따른 열선의 위치에 따른 배관 내부 온도 상승 그래프가 서로 차이가 나는 것을 확인할 수 있었다. 열선 및 배관보온재가 설치된 배관을 모델링 하여 배관 내부의 온도분포, 등온선, 벡터장 및 시간에 따른 배관 내부 유체의 온도변화 그래프를 해석하였다. 본 연구의 수행 결과에 따르면 배관 단면의 하부에 열선을 설치하는 경우 배관 내부 물의 시간에 따른 최저온도 값이 가장 높아 동파방지에 가장 효과적인 것을 확인할 수 있었다.
Due to the abnormal cold weather of recent, pipes frozen damage is increasing. In this paper, the unsteady incompressible Navier-Stokes equation coupled with energy equation was solved in order to find out the best location of electrical heat trace for anti-freeze of water inside the pipe. To analyz...
Due to the abnormal cold weather of recent, pipes frozen damage is increasing. In this paper, the unsteady incompressible Navier-Stokes equation coupled with energy equation was solved in order to find out the best location of electrical heat trace for anti-freeze of water inside the pipe. To analyze unsteady state of incompressible flow, a commercial code (ANSYS-FLUENT) with SIMPLE algorithm was used. After proper modeling of the piping with heat tracing and thermal insulation, the temperature profile, isotherm and the vector field of the fluid inside the pipe were analyzed. It can be confirmed that the difference occurs in the flow inside the pipe by buoyancy effects in accordance with the position of the heat trace, thereby, a graph of the temperature rise inside the pipe by the position of the heat trace over time are different from each other. According to the results of the this study, the value of the time the minimum temperature of the water inside the pipe is the highest, when installing the heat trace to the lower portion of the pipe cross-section, it was confirmed that the most effective anti-freeze.
Due to the abnormal cold weather of recent, pipes frozen damage is increasing. In this paper, the unsteady incompressible Navier-Stokes equation coupled with energy equation was solved in order to find out the best location of electrical heat trace for anti-freeze of water inside the pipe. To analyze unsteady state of incompressible flow, a commercial code (ANSYS-FLUENT) with SIMPLE algorithm was used. After proper modeling of the piping with heat tracing and thermal insulation, the temperature profile, isotherm and the vector field of the fluid inside the pipe were analyzed. It can be confirmed that the difference occurs in the flow inside the pipe by buoyancy effects in accordance with the position of the heat trace, thereby, a graph of the temperature rise inside the pipe by the position of the heat trace over time are different from each other. According to the results of the this study, the value of the time the minimum temperature of the water inside the pipe is the highest, when installing the heat trace to the lower portion of the pipe cross-section, it was confirmed that the most effective anti-freeze.
주제어
#Heat Tracing Anti-Freeze CFD Natural Convection Conjugate heat transfer
학위논문 정보
저자
최명영
학위수여기관
서울과학기술대학교
학위구분
국내석사
학과
기계공학과
지도교수
최형권
발행연도
2014
총페이지
30 p.
키워드
Heat Tracing Anti-Freeze CFD Natural Convection Conjugate heat transfer
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