펌프장 흡입수조에서 발생되는 보텍스의 구조를 Sump Model Test와 PIV 방법을 수행하여 보텍스 발생여부를 검증한 결과는 아래와 같다. 1) 현장조사의 결과 취수장 대부분의 흡수정 구조가 유체역학적으로 보텍스를 발생시키는 구조였음을 알 수 있었으며 흡수정의 형태를 흡입구와 수문이 일직선으로 되어 있는 토목구조를 가진 펌프장이 경유는 보텍스 발생이 비교적 적었음을 알 수 있었다. 이는 토목구조의 설계가 펌프과정에 따른 흡수정 내의 유동장을 고려하여 볼 때 매우중요하다는 것을 알 수 있다. 2) JSME S 004-1984를 토대로 1/8 모델내에서 모형수리실험을 수행한 결과 현장에서 발견된 결과와 같이 예측되었다. 또한, 모든 상사조건 일치에서 수위나 운전대수 및 호기조합에 따라 정도의 차이는 있으나 모든 경우에 보텍스가 심하게 발생하고 있음을 알 수 있었다. 3) PIV 실험에서 볼 수 있듯이 자유표면 보텍스는 $\sharp$1 호기와 $\sharp$3 호기에서 주로 발견되었는데 이는 $\sharp$3 호기 흡입구 바로 전방에 있는 취수구의 영향으로 강한 회전흐름이 수조 내에서 형성되기 때문으로 보여진다. 4) 보텍스의 발생은 펌프 소음발생 임펠러 수명 및 성능에 나쁜 영향을 주기 때문에 반드시 Anti Vortex Device를 설치하여 보텍스의 발생을 저감시켜야 한다.
펌프장 흡입수조에서 발생되는 보텍스의 구조를 Sump Model Test와 PIV 방법을 수행하여 보텍스 발생여부를 검증한 결과는 아래와 같다. 1) 현장조사의 결과 취수장 대부분의 흡수정 구조가 유체역학적으로 보텍스를 발생시키는 구조였음을 알 수 있었으며 흡수정의 형태를 흡입구와 수문이 일직선으로 되어 있는 토목구조를 가진 펌프장이 경유는 보텍스 발생이 비교적 적었음을 알 수 있었다. 이는 토목구조의 설계가 펌프과정에 따른 흡수정 내의 유동장을 고려하여 볼 때 매우중요하다는 것을 알 수 있다. 2) JSME S 004-1984를 토대로 1/8 모델내에서 모형수리실험을 수행한 결과 현장에서 발견된 결과와 같이 예측되었다. 또한, 모든 상사조건 일치에서 수위나 운전대수 및 호기조합에 따라 정도의 차이는 있으나 모든 경우에 보텍스가 심하게 발생하고 있음을 알 수 있었다. 3) PIV 실험에서 볼 수 있듯이 자유표면 보텍스는 $\sharp$1 호기와 $\sharp$3 호기에서 주로 발견되었는데 이는 $\sharp$3 호기 흡입구 바로 전방에 있는 취수구의 영향으로 강한 회전흐름이 수조 내에서 형성되기 때문으로 보여진다. 4) 보텍스의 발생은 펌프 소음발생 임펠러 수명 및 성능에 나쁜 영향을 주기 때문에 반드시 Anti Vortex Device를 설치하여 보텍스의 발생을 저감시켜야 한다.
In general, the function of intake structure, whether it be a open channel, a fully wetted tunnel, a sump or a tank is to supply an evenly distributed flow to a pump station. An even distribution of flow, characterized by strong local flow, can result in formation of surface or submerged vortices, a...
In general, the function of intake structure, whether it be a open channel, a fully wetted tunnel, a sump or a tank is to supply an evenly distributed flow to a pump station. An even distribution of flow, characterized by strong local flow, can result in formation of surface or submerged vortices, and with certain low values of submergence, my introduce air into pun, causing a reduction of capacity and efficiency, an increase in vibration and additional noise. This study investigated experimentally the formation of the vortex to understand the mechanism of vortex formation and to prevent the formation of vortex in the sump model using by the model test and PIV tool. Sump model was manufactured to 1/8 scale with the drawing of W intake pumping station. from the results of model test and PIV, the vortex were occurred the in the whole section. Thus, sump model tests with the anti-vortex device might be considered to prevent the formation of vortex in the sump model.
In general, the function of intake structure, whether it be a open channel, a fully wetted tunnel, a sump or a tank is to supply an evenly distributed flow to a pump station. An even distribution of flow, characterized by strong local flow, can result in formation of surface or submerged vortices, and with certain low values of submergence, my introduce air into pun, causing a reduction of capacity and efficiency, an increase in vibration and additional noise. This study investigated experimentally the formation of the vortex to understand the mechanism of vortex formation and to prevent the formation of vortex in the sump model using by the model test and PIV tool. Sump model was manufactured to 1/8 scale with the drawing of W intake pumping station. from the results of model test and PIV, the vortex were occurred the in the whole section. Thus, sump model tests with the anti-vortex device might be considered to prevent the formation of vortex in the sump model.
* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.
문제 정의
본 수리모형 시험은 부적합한 펌프수조형상 및 제반 운전조건에 기인하는 펌프수조내의 각종 보텍스의 [공기흡입보텍스 (air-entraining vortex), 수중보텍스 (submerged vortex)] 발생여부를 실험을 통하여 검증하고, 이에 상응하여 시험을 통하여 적절한 보텍스 방지 장치를 제시함으로서 펌프수조의 건전성을 확보하는데 그 목적이 있다. 본 실험은 (주)효성에바라에서 수행하였으며 시험시 기존 흡수정에 설치되어 있는 보텍스 방지장치가 구성되어 있는 조건으로 시험을 수행하며, 3가지의 유형별 시험조건에 의해 시험을 수행하여 건전성 여부를 검증한다.
펌프장 흡입수조에서 발생되는 보텍스에 의해 펌프 성능 저하 및 소음진동 발생 등 운영조건에 악영향을 미치게 되므로, 펌프운전 사전에 Sump Model Test와 PIV 방법을 수행하여 보텍스 발생여부를 검증하고 적절한 보텍스 방지장치(Anti-Vortex Device)를 설계 하므로써 수도사업장 운영관리의 안정성을 확보코자 하며 시험 검증된 결과를 기반으로 흡수정의 형상 결정을 위한 설계 방향을 수립하는 것이 주요 목적이다.
제안 방법
각각의 시험에 대하여 육안으로 보텍스 현상이 발생하는지의 유무를 관찰하여 보텍스 발생 유무를 판단하고, 보텍스 방지장치의 설치를 결정한다.
예시한다. 그러나 자유수면의 유동상태를 지배하는 Fr수는 점도에 대한 영향이 고려되어 있지 않으므로, JSME에서는 경험식으로서 중간유속(Fr수와 유속일치의 중간속도)을 채택하고 있으며, 공기 흡입 보텍스 시험시이 중간유속을 사용하여 시험하였다.
최근 많이 사용되는 기법이다. 따라서 FTV기법을 Fig. 5와 같은 Sump 모델장치에 적용하여 측정된 영상(640~480 pixel의 500 frame 영상)을 이용하였으며 약 17초간 500장의 영상을 계조치 (gray level) 상호 상관법을 통하여 동영상 처리한 결과를 Fig. 8에 나타내었다.
모델시험은 각각 LWL, HWL 조건으로 유량비에 따라 유량을 산정하여 수행되며, 각각의 유량에서 수위를 변경해 가면서 Fr 일치, 중간 유속, 유속일치에 대하여 수리 모형시험을 수행하였다.
그 목적이 있다. 본 실험은 (주)효성에바라에서 수행하였으며 시험시 기존 흡수정에 설치되어 있는 보텍스 방지장치가 구성되어 있는 조건으로 시험을 수행하며, 3가지의 유형별 시험조건에 의해 시험을 수행하여 건전성 여부를 검증한다. 시험기준은 JSME S 004-1984 (일본기계학회 기준, 펌프흡입수조의 모형시험법)을 토대로 하였다'分.
본 실험은 Table 3에서 볼 수 있듯이 유속의 조건 (V), Fr수 일치(F), 중간유속 일치(M) 조건과 운전 호기의 조합에 따라 39번의 실험을 반복하여 수행하였다. 많은 실험결과가 있지만 Fig.
수조모델 설비는 원형수조와의 모델비(1/8)로 축소 제작되어 원형수조와 기하학적 상사성을 갖도록 하였다. 모델시험은 각각 LWL, HWL 조건으로 유량비에 따라 유량을 산정하여 수행되며, 각각의 유량에서 수위를 변경해 가면서 Fr 일치, 중간 유속, 유속일치에 대하여 수리 모형시험을 수행하였다.
측정된 계측단면은 자유표면 보텍스가 발생하는 운전조건에서 펌프 호기별 자유표면으로 선택하여 해석 유동장 확보를 하였다. 또한, 운전조건은 자유표면 보텍스 발생 및 중간유속 조건으로 선택하여 시험하였으며 자유표면의 흐름은 조건 1과 조건 2에서 큰 차이점이 없었다.
대상 데이터
구조로 되어 있다. 또한, 시험시 사용유체는 상온의 청수를 사용하였다.
시험설비는 순환펌프, 각 Size별 토출배관, 유량계, 모델수조 등으로서 배관연결에 의한 폐쇄루프로 구성하였다. 순환펌프는 인버터 모터에 의해 구동되며 모터의 회전수를 조절하여 시험유량을 조정한다.
운영중인 펌프장에서 보텍스의 발생여부를 확인하기 위하여 한국수자원공사에서 관리하고 있는 광역 상수도의 취수펌프장, 가압펌프장 및 정수장 송수펌프장 중 P취수장, BY취수장, BP취수장, G관리단, W 취수장을 선택하였다.
이론/모형
순환펌프는 인버터 모터에 의해 구동되며 모터의 회전수를 조절하여 시험유량을 조정한다. 시험 유량의 측정은 토출라인의 유량계에 의해 측정되었다.
본 실험은 (주)효성에바라에서 수행하였으며 시험시 기존 흡수정에 설치되어 있는 보텍스 방지장치가 구성되어 있는 조건으로 시험을 수행하며, 3가지의 유형별 시험조건에 의해 시험을 수행하여 건전성 여부를 검증한다. 시험기준은 JSME S 004-1984 (일본기계학회 기준, 펌프흡입수조의 모형시험법)을 토대로 하였다';分.
성능/효과
1) 현장조사의 결과 취수장 대부분의 흡수정 구조가 유체역학적으로 보텍스를 발생시키는 구조였음을 알 수 있었으며 흡수정의 형태를 흡입구와 수문이 일직선으로 되어 있는 토목구조를 가진 펌프장의 경우는 보텍스 발생이 비교적 적었음을 알 수 있었다. 이는 토목구조의 설계가 펌프특성에 따른 흡수정 내의 유동장을 고려하여 볼 때 매우 중요하다는 것을 알 수 있다.
3) PIV실험에서 볼 수 있듯이 자유표면 보텍스는 #1 호기와 #3호기에서 주로 발견되었는데, 이는 #3호기 흡입구 바로 전방에 있는 취수구의 영향으로 강한 회전 흐름이 수조내에서 형성되기 때문으로 보여진다.
4) 보텍스의 발생은 펌프 소음발생, 임펠러 수명 및 성능에 나쁜 영향을 주기 때문에 반드시 Anti Vortex Device를 설치하여 보텍스의 발생을 저감시켜야 한다.('04.
이 예측되었다. 또한, 모든 상사조건 일치에서 수위나 운전 대수 및 호기조합에 따라 정도의 차이는 있으나, 모든 경우에 보텍스가 심하게 발생하고 있음을 알 수 있었다.
상기 취수장 대부분의 흡수정 구조가 Fig. 1에서 볼 수 있듯이 유체역학적으로 보텍스를 발생시키는 구조를 가지고 있음을 알 수 있었다. 이렇게 발생된 구조는 Fig.
특히 본 실험에서는 벨 마우스의 형상을 변화시켜 실험을 해보아도 보텍스 발생정도에 대한 차이는 미미한 것으로 조사되었다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.