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 연구는 청양군에 생활용수를 공급하고자 상수도 시설을 건설 중인 펌프장과 관로계통을 모델로 하였다. 펌프장의 시설용량은 6, 000m, /day를 가압하여 Q400~<p300 mm 주철관, 17.
제안 방법
- 그러나 가압펌프장 위치변경으로 청라배수지에 추가로 용수공급을 해줘야 하므로 이에 대한 수격작용의 재검토가 필요하게 되어 가압펌프장의 총 공급량인 7, 200irf/day를 기준으로 에어챔버(4nf) 17|, 진공파쇄밸브(<pl00 mm) 1기, 그리고 양정 155 m의 조건으로 수치해석을 수행해 보았다.
- 것이다. 이를 위해 부압과 상습압력에 효과적인 에어챔버를 설치하는 방안을 검토하였다.
- 청양 가압장 펌프용량이 당초 6, 000 m'/day에서 7, 200 nf /day로 증량되어 전관로 및 펌프장 안정성에 대한 수격작용의 재검토가 필요하게 되었으며 또한 경제성을 감안하여 다른 대안이 없는 지도 살펴보았다. 수치해석은 수격완화 설비가 없을 때, 그리고 수격완화 설비를 설치할 경우별로 해석을 하였으며 전산 수치해석은 미국 KY Pipe사의 Pipe 2000인 Surge 전용프로그램을 사용하였다.
- 펌프장과 관로계통을 모델로 하였다. 펌프장의 시설용량은 6, 000m, /day를 가압하여 Q400~<p300 mm 주철관, 17.9 km를 통하여 청양배수지로 용수를 공급하는 것으로 계획되었으나 당초 공급량보다 l, 200m7day를 추가하여 기존 가압펌프장을 이용하고 가압펌프장 유출측 관로에서 분기하여 공급하는 것으로 변경됨에 따라 관로시설 및 펌프계통의 전반적인 안정성을 검토하여 수격작용에 의한 안정성 확보 여부와 기존 수격완화 설비의 용량의 적정성, 그리고 경제적인 수격완화 설비로 대체가 가능한지를 고찰코자 하였다.
대상 데이터
- 연구대상 시설은 Fig. 1과 같이 보령권계통 광역상수도 시설용량 285,000 m'/day의 생활용수를 보령시, 홍성군, 서산시 등의 각 지자체로 공급하는 시설중에서 기존의 보령-홍성계통 관로 饥, 500 mm에서 cp450 mm로 분기하여 성주계통에 900 m'/day를 공급, 청라계통으로 1, 200 m'/day를 공급토록 계획되었으며 , 청양계통은 가압펌프장에서 펌핑하여 6, 000 mJ/day 를 관말단인 청양배수지로 용수를 공급토록 구성되었다.
- 연구모델은 기존에 계획되었던 펌프장과 청양군의 관로 말단에 설치되어 있는 청양배수지까지 청양계통 수격작용과 추가로 신설되는 청라계통, 즉 청라계통으로 1, 200 m'/day를 공급코자 동일펌프장 유출측의 <p400 mm 관로에서 <p200 mm로 분기하여 1.4 km에 위치한 청라배수지까지 포함하였다. 기존 청양 배수지로 6, 000 m'/day을, 그리고 추가증설로 인해 또 다른 청양 배수지에 1, 200 nf/day의 용수를 공급해야 함에 따른 수격작용에 의한 전 관로의 최적의 안정성을 확보하는데 있다.
데이터처리
- 없는 지도 살펴보았다. 수치해석은 수격완화 설비가 없을 때, 그리고 수격완화 설비를 설치할 경우별로 해석을 하였으며 전산 수치해석은 미국 KY Pipe사의 Pipe 2000인 Surge 전용프로그램을 사용하였다.
성능/효과
- 1) 당초 계획한 용량(Q=6, 000m7day, H=155m)에서 수격완화 설비가 없을 경우 안정성에 문제가 발생되는 것으로 판단되었다. 이에 대한 대책으로 수격작용에 따른 수격완화 설비는에어챔버(4 就)와 관로상 최정점인 곳에 진공파쇄밸브(<皿00 mm) 1기를 설치해야 수주분리나 상승압력과 하강 써 지압력에 대한 압력을 최소화 할 수 있었다.
- 2) 다른 수격완화 설비 없이 펌프 토출측에 설치되는 역 지변 만으로 폐쇄시간을 급폐쇄하여 운용할 때 수격작용에 대한 안정성 해석 결과 최고압력과 최소압력 변화가 1.03 MPa 정도 발생하게 되어 수격작용에 대비가 불가능한 것으로 판단되었으며, 에어챔버, 진공파쇄밸브에 추가로 급폐식 역지변 등을 설치했을 경우에도 별다른 효과를 기대할 수 없었다.
- 동일한 가압펌프장 유출측에서 분기하여 추가로 용수를 공급코자 1, 200 m'/day를 증량하여 공급량이 당초 6, 000 m'/day 에서 7, 200 nf/day로 증가되었을 경우에도 에어챔버의 공기량 변화와 수격으로 인한 상승압력 및 부압발생 여부 등을 판단해볼 때 수격완화 설비의 용량 변경없이 기존에 설치하고자 했던 에어챔버(4 E)와 진공파쇄밸브eiOOmm) 1기로 충분히 완화할 수 있다는 결론을 얻을 수 있었다.
- 따라서 이 연구에서의 수격완화설비로는 에어챔버(4 m!) 1 기와 송수관로상 최정점 상단에 진공파쇄밸브©lOOmm) 1기를 설치하여 운용한다면 수격작용 시 문제가 없을 것으로 판단된다.
- 이에 대한 대책으로 수격작용에 따른 수격완화 설비는에어챔버(4 就)와 관로상 최정점인 곳에 진공파쇄밸브(<皿00 mm) 1기를 설치해야 수주분리나 상승압력과 하강 써 지압력에 대한 압력을 최소화 할 수 있었다.
- 청양가압장에 설치되는 펌프모터의 규격은 Table 1과 같으며, 청라계통에 추가용수 공급으로 펌프 댓수는 계획대로 2 대로 하고 유량은 대당 2.1 m'7min에서 2.5 m'/min로 증가하였고 펌프 총양정은 검토결과 당초 155 m로 변경없이 송수가 가능한 것으로 판단되었다. 통상적으로 펌프에서 유량과 양정이 정해지면 펌프효율을 고려한 축동력과 전동기 동력을 결정하며, 기타 펌프에서 발생될 수 있는 공동현상(cavitation)등을 종합적으로 고려하여 모터극수도 선정하게 된다.
- 추가공급량을 포함한 해석결과는 Fig. 8~9와 비교해 보면 유량증가에도 불구하고 압력변화 선도가 거의 비슷함을 알 수 있었는데 이는 청라 배수지가 청양계통 보다 양정이 매우 낮아 청라배수지가 오히려 surge tank 역할을 한 것으로 보이며, 수격작용의 검토는 청양계통으로 용수공급시 수격위험이 가장 큼을 알 수 있다. 다만 청라배수지 관로에는 청라분기점에 고압을 고려한 감압밸브 설치 여부를 검토해야 할 것이다.
후속연구
- 8~9와 비교해 보면 유량증가에도 불구하고 압력변화 선도가 거의 비슷함을 알 수 있었는데 이는 청라 배수지가 청양계통 보다 양정이 매우 낮아 청라배수지가 오히려 surge tank 역할을 한 것으로 보이며, 수격작용의 검토는 청양계통으로 용수공급시 수격위험이 가장 큼을 알 수 있다. 다만 청라배수지 관로에는 청라분기점에 고압을 고려한 감압밸브 설치 여부를 검토해야 할 것이다.
- 수격완화 설비가 없을 때와 비교할 때 어느 정도 개선되었음을 볼 수 있으나 상승압력도 동시에 해소하기 위한 방안이 바람직할 것이다. 이를 위해 부압과 상습압력에 효과적인 에어챔버를 설치하는 방안을 검토하였다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.