선택한 단어 수는 입니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
선택한 단어 수는 30입니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
문제 정의
- 본 연구에서는 펌프 관로 계통에 수격완화장치로 에어챔버를 보완 설치한 후 수격현상에 관한 현장시험을 수행하여 수치해석 결과와 비교분석 함으로써 에어챔버의설계변수 영향을 고찰하였다. 또한 수치해석 코드의 입력자료 중에 중요 변수를 선택하여 계통에 따른 입력변수의 최적값과 민감도를 조사하였다.
제안 방법
- 이 펌프.가 정전 등으로 비상 정지되었을 때 발생하는 수격작용이 가장 심각하므로 에어챔버를 설치한 경우와 설치하지 않은 경우에 대해 수치해석을 수행하였다. 송수관로에서의 압력분포를 Fig.
- 경계조건으로는 펌프, 에어챔버, 조압수조, 저수지 등의 관로 중에 연결되어 있는 경우에 대하여 관계식 들을 구성하고 초기조건으로 펌프 관로계의 정상상태 변수 값을 구한 후 수치해석의 안정성이 만족되도록 시간 증분 (At=0.085초)과 관 분할간격(거리 증분 89 m)을 정하여 수치 계산을 수행하였다 N 수치 계산에 사용된 주요 입력자료는 다음과 같다.
- 6 m3으로 변화시키며 현장시험을 수행하였다. 그리고 에어챔버의 초기 공기 체적을 2.0 nf으로 고정하고 우회 관로에 설치된 오리피스의 내부 직경을 90, 110, 125 mm로 변화시키며 시험을 수행하였다.
- 영향을 고찰하였다. 또한 수치해석 코드의 입력자료 중에 중요 변수를 선택하여 계통에 따른 입력변수의 최적값과 민감도를 조사하였다. 연구 결과는 취수펌프장과 도수관로의 신뢰성 및 안전성 확보에 응용될 수 있다.
- 본 연구에서는 설계자료로부터 제공된 전산프로그램에 사용되는 입력 변수 중에 폴리트로픽 (polytropic) 지수, 유량계수(discharge coefficient), 압력파 속도(wave speed)의 보정값을 검증하였고 민감도 분석을 수행하였다.
- 체크밸브는 에어챔버와 오리피스가 설치된 직경 150 mme 우회 관로 (by-pass line)를 갖는 주관로 사이의 직경 400 mm 연결 관에 설치되었다. 수격현상 시험은 오리피스의 내부직경과 에어챔버 내의 초기 공기체적을 변화시키며 수행되었다.
- 수격현상의 수치해석에서 계산 결과에 영향을 미치는폴리트로픽 지수, 유량계수, 압력파의 속도에 대한 보정 값을 검증하고 민감도 분석을 현장 시험과의 비교를 통해 수행하였다.
- 에어챔버의 초기 공기체적을 1.4, 2.0, 2.6m3으로 변화시키며 수치계산과 현장시험을 수행하였다. 에어챔버의 초기 공기체적에 따른 PT3에서의 압력요동과 에어챔버 내의 공기 체적 변화를 Fig.
- 오리피스의 직경은 110 mm를 사용하고 에어챔버 내의 초기 공기체적을 1.4, 2.0, 2.6 m3으로 변화시키며 현장시험을 수행하였다. 그리고 에어챔버의 초기 공기 체적을 2.
- 용인 가압펌프장에서 수격현상에 관한 현장시험을 수행하고 수치해석 결과와 비교 분석하여 다음과 같은 결론을 얻었다.
- 펌프 관로 계통에 에어챔버를 보완 설치한 후 수격현상에 관한 현장시험을 수행하고 전산 프로그램을 사용한 수치해석결과와 비교, 분석함으로써 주요 입력변수 들의 민감도 분석을 수행하였고 에어챔버가 수격현상에 미치는 영향을 분석하였다.
- 따라서 펌프 정지 후 최대압력이나 최소 압력이 발생하는 시간을 나타내는 수격 주기는 등온과정에서 더 길어지게 된다. 폴리트로픽 지수의 영향을 검토하기 위해 지수값을 변화시키며 수치계산을 수행하였다. 수치해석 결과와 현장시험 결과가 가장 잘 일치하는 폴리트로픽 지수는 1.
대상 데이터
- 그러나 오리피스의 단면적이 작아 유동속도가 너무 크면 우회관의 진동과 공동현상을 주의해야 한다. 수치계산을 위해 보정된 입력자료(폴리트로픽 지수는 1.3, 유량계수는 0.7, 압력파 속도는 1050 m/s)를 사용하였다. Fig.
- 관내의 부압을 제거하고 최대 압력값(upsurge)을 효과적으로 줄이기 위해 체크밸브가 설치되었다. 체크밸브는 에어챔버와 오리피스가 설치된 직경 150 mme 우회 관로 (by-pass line)를 갖는 주관로 사이의 직경 400 mm 연결 관에 설치되었다. 수격현상 시험은 오리피스의 내부직경과 에어챔버 내의 초기 공기체적을 변화시키며 수행되었다.
데이터처리
- 가압펌프의 정상운전 시 현장에서 측정한 조건들을 수치계산의 초기조건과 일치시켰으며 전용 전산프로그램인 WHAP을 사용하였다. WHAP는 수격현상 해석전용으로 개발한 전산프로그램으로 관 내의 비정상 유동을 1차원으로 가정하여 연속방정식과 운동방정식의 지배방정식을 특성 곡선법을 사용하여 수격압뿐만 아니라서징현상과 복합관로에서 발생하는 압력변화로 인한 과도류를 해석할 수 있다.
성능/효과
- 본연구를 통해 가압펌프장에 보완 설치된 에어챔버는 도수관로에서 발생하는 수격작용을 매우 효과적으로 완화시키고 있음이 현장시험 및 수치해석을 통하여 확인할 수 있었고 시스템의 안전성이 크게 향상된 것으로 판단된다.
- 수치해석 결과는 현장시험 결과와 잘 일치하였고 관로의 최대, 최소 압력과 발생시간도 예측할 수 있었다. 본연구를 통해 가압펌프장에 보완 설치된 에어챔버는 도수관로에서 발생하는 수격작용을 매우 효과적으로 완화시키고 있음이 현장시험 및 수치해석을 통하여 확인할 수 있었고 시스템의 안전성이 크게 향상된 것으로 판단된다.
- 에어챔버의 초기 공기체적이 증가함에 따라 에어챔버내의 압력 변화율이 감소하므로 수격주기는 증가하고 관로의 압력변화는 감소하는 것을 확인하였다. 에어 챔버의 초기 공기체적을 L2 廿 증가시켰을 때 최대압력은 9.
- 우회관로의 오리피스 직경을 35 mm 줄이면 압력상승을 8% 정도 줄일 수 있었다.
- 우회관로의 오리피스 직경을 줄이면 관로의 압력상승을 줄일 수 있었고 최대압력도 빠르게 소산시킬 수 있었다. 우회관로의 오리피스 직경을 35 mm 줄이면 압력상승을 8% 정도 줄일 수 있었다.
- 수치계산 결과는 현장시험 결과와 잘 일치하고 있다. 즉, 수치계산 결과가 관로에서의 최대, 최소 압력뿐만 아니라 그 발생 시간도 잘 예측하는 것을 보여준다. 에어챔버는 다운서지 뿐만 아니라 업서지도 매우 효과적으로 완화시켜주고 있음을 알 수 있다.
후속연구
- 또한 수치해석 코드의 입력자료 중에 중요 변수를 선택하여 계통에 따른 입력변수의 최적값과 민감도를 조사하였다. 연구 결과는 취수펌프장과 도수관로의 신뢰성 및 안전성 확보에 응용될 수 있다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.