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송수관로 밸브폐쇄에 따른 수충격현상 완화기법 연구
Study of Waterhammer Suppression Technique due to Valve Closing on Water Supply Pipeline 원문보기

유체기계저널 = Journal of fluid machinery, v.14 no.6 = no.69, 2011년, pp.11 - 17  

박종호 (충남대학교 기계공학과) ,  박한영 (한국수자원공사 수도기술처)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

The cause of waterhammer phenomenon due to valve closing which is installed on pipeline is clarified in this study. Also if waterhammer phenomenon occurs on simple pipeline, expensive facilities like pressure relief valve is adapted to protect pipeline from waterhammer so far. But this study shows t...

주제어

#버터플라이밸브   #손실계수   #고유용량계수   #유효용량계수   #수충격   #밸브이단폐쇄   #상승서지   #하강서지   #파속  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 연구에서는 송수관로에 설치된 밸브를 완전개방에서 완전폐쇄까지 1단으로 폐쇄할 경우 발생하는 수충격현상을 단순하게 밸브 작동기의 시퀀스를 개선하여 완화시키는 기법에 대해 고찰하였다. 즉, 밸브 1차 폐쇄시 발생하는 상승서지의 크기를 원하는 범위로 제어하고, 이 상승서지가 되돌아와 반사되어 하강서지가 되어 수두저하가 발생할 때까지 이 개도를 유지한 후 나머지 개도를 2단으로 폐쇄하여 상승서지와 하강서지가 조합되어 수충격현상을 완화시킬 수 있는 기법에 대한 이론을 제시하였하였다.
  • 본 연구에서는 송수관로에 설치된 밸브의 폐쇄시 발생하는 수충격현상을 수충격현상의 고유성질인 상승서지와 하강서지의 주기성을 이용하여 간단하게 밸브의 동작시간을 조정하여 수충격현상을 완화시키는 기법을 제시한다.

가설 설정

  • 상기 이론적 고찰은 관로가 동일한 직경, 동일한 재질이고, 밸브를 1단 및 2단까지 급폐쇄하는 것으로 가정하였다. 그러나 배관 및 밸브가 설치된 실제 조건들은 상기 가정과는 확연히 다르므로 상기 이론을 그대로 적용할 수는 없다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
물을 수송하는 관로에서 수충격현상은 어떻게 발생하는가? 물을 수송하는 관로에서 펌프의 기동 및 정지 또는 밸브의 개도 조정 등으로 인해 유속변화가 발생하면 압력이 증가하는 상승서지 또는 압력이 감소하는 하강서지로 인해 수충격현상이 발생하며, 단순관로의 경우 Joukowsky 식을 사용하여 이에 따른 압력변화를 구할 수 있다. 이 상승서지와 하강서지는 서로 상호작용하며 또한 교대로 주기적으로 발생한다.
동산가압장의 유입밸브를 폐쇄 시 발생할 수 있는 점은? 즉, 동산가압장 유입밸브 폐쇄시 발생한 서지는 논산가압장 유출부와 주 관로부에서 영향을 받아 단봉(uni-modal)이 양봉(twin-modal)이 될 가능성이 있다.
단순관로에서 수충격현상을 어떻게 완화할 수 있는가? 이 상승서지와 하강서지는 서로 상호작용하며 또한 교대로 주기적으로 발생한다. 단순관로의 경우 상승서지가 수충격현상의 원인이 될 경우 압력상승 크기를 감소시키고, 반대로 하강서지가 수충격현상의 원인이 될 경우 압력강하 크기를 감소시켜 수충격현상을 완화시킬 필요가 있다. 이러한 수충격현상을 완화시키기 위해 통상적으로 고가의 조압수조, 에어챔버, 압력완화밸브 등을 사용하여 왔다.
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참고문헌 (9)

  1. Bruce E. Larock, Roland W. Jeppson and Gary Z. Watters, 2000, "Hydraulics of Pipeline Systems," CRC, Boca Raton London New York Washington, D.C., pp. 305-307. 

  2. Bruce E. Larock, Roland W. Jeppson and Gary Z. Watters, 2000, "Hydraulics of Pipeline Systems," CRC, Boca Raton London New York Washington, D.C., pp. 308∼311. 

  3. 박한영, 박진훈, 노선민, 신동기, 2010, "전산기로 푸 는 수충격해석 입문," 홍릉과학출판사, pp. 69-72. 

  4. 박한영, 정태희, 2005, "밸브핸드북," 홍릉과학출판사, pp. 279∼285. 

  5. 박한영, 정태희, 2005, "밸브핸드북," 홍릉과학출판사, pp. 277. 

  6. 윤준용, 2009, "관로용 밸브 설계기준 수립용역보고서," pp. 93-98. 

  7. 김상균, 이계복, 김경엽, 2005, "직결식 펌프의 수격현상," 유체기계저널, 8권 6호, pp. 7-14. 

    원문보기 상세보기 crossref

  8. 라병필, 김진만, 이동근, 박종호, 김경엽, 2005, "과도수리 현상 해석과 실증을 통한 펌프장 안정성 확보 방안," 유체기계저널, 8권 5호, pp. 22-28. 

    원문보기 상세보기 crossref

  9. 김상균, 이동근, 이계복, 김경엽, 2005, "가압펌프장의 수격완화설비에 대한 보수.보강 사례," 유체기계저널, 8권 4호, pp. 20-26. 

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