해수취수시설에서 이중관 구조를 갖는 취수관 연구(I): 수리모형실험

박영진,김지호,임인규,김태원 한국방재학회 2015 한국방재학회논문집 Vol.15 No.2

The current small and medium seawater intake facilities have significant problems due to suspended solids, unstable intake and maintenance, etc. A double pipe structure and underground type seawater intake system is being developed to overcome the existing weaknesses and an experimental model test was conducted to verify the proper intake discharge for the double pipe type intake pipe. In order to examine the design parameter of the intake pipe, we have examined the intake discharge according to the length of intake pipe, perforated ratio and water depth change using the experimental modeling test with/without the intake pump. From the result of experiment for the forced water intake with the intake pump, the intake discharge was not sensitive to with/without filtered sand layer and length of intake pipe. The double type intake pipe did not decrease the intake efficiency. Therefore, when the length of the double pipe type intake pipe model was about 1m(prototype 10m), it was possible to take the intake discharge supply without degradation in the water intake efficiency. In the pressure head without the intake pump, the intake discharge was affected by water depth as the length of intake pipe is short and the perforated ratio is low. From the results, the length of intake pipe must be design more than minimum of 1 m(prototype 10 m). In order to secure stable intake discharge, the perforated ratio must be established more than 359%. 기존 중·소규모 해수취수시설의 경우 부유물질, 취수의 불안정 및 유지관리의 어려움으로 인해 해수취수의 어려움이 발생하고 있었다. 이와 같은 단점을 극복하고자 이중관 구조를 갖는 매설식 해수취수시스템이 개발 중이며, 이중관 구조의 취수관에 대한 적정 취수량을검증하기 위해 수리모형실험을 수행하였다. 취수관 설계인자를 검토하기 위해 펌프에 의한 강제취수와 펌프흡입이 없는 압력수두 조건에서 취수관의 길이, 유공율, 조위 변화에 따른 취수량을 검토하였다. 펌프에 의한 강제취수 실험결과 취수량은 여과사 포설 유·무및 취수관 길이에 민감하지 않았다. 또한, 이중관 구조의 취수관이 취수효율을 저하시키기 않았다. 이에 펌프 강제취수에서는 이중관길이 1m (실제 10 m)의 경우에도 충분한 유량공급이 가능할 것으로 판단된다. 펌프흡입이 없는 압력수두 조건의 경우 취수량은 관길이가 짧고 유공율이 낮은 관의 경우에는 조위의 영향을 크게 받으므로 취수관의 길이는 최소 1.0 m이상 (원형10 m) 설계되어야 적당한것으로 나타났다. 안정적인 취수량 확보를 위해서는 유공율은 최소 359% 이상이 확보되어야 한다.

RNG k-ε 알고리즘을 이용한 해수취수시스템 분석

김지호(Kim, Ji-Ho),김태원(Kim, Tae-Won),이승오(Lee, Seung-Oh),박영진(Park, Young-Jin) 한국산학기술학회 2013 한국산학기술학회논문지 Vol.14 No.12

기존 해수취수시스템의 경우 해수오염, 부유물질, 취수의 불안정 및 유지관리의 어려움 등으로 인해 해수취 수의 어려움이 발생하곤 하였다. 이와 같은 단점을 극복하고자 매설식 해수취수시스템을 개발하여 격포항에 설치하였 다. 본 연구에서는 새로운 시스템의 거동을 검토하고자, 수질관측 및 3차원 수치모의 실험을 수행하였다. 이 취수시스 템에 대하여 총 5회에 걸쳐 COD, 총질소, 총인, PH 그리고 부유물질에 대하여 수질분석을 수행한 결과, COD, 총질 소, 총인, PH의 경우 취수 전 ? 후 저감 효과는 미미하였다. 그러나 부유물질의 경우 수산용수 1급 5 mg/L 이하로 정 화되는 효과가 나타났다. 수치모형은 유한체적법 기반의 CFX 모형과 RNG k-ε 알고리즘을 선정하였으며, 여과사, 외 부관 지름 및 두께를 재현하기 위해서 다공성 알고리즘을 적용하였다. 수치모의 실험을 수행한 결과, 2중관 구조가 내외부 관 사이의 공간에 의해 압력의 분포를 균등하게 하여, 흐름 상태나 안정적인 취수측면에서 유리한 것으로 분 석되었으며, 취수관을 다열 배치하였을 때 중앙 취수관과 비교하여 양쪽 취수관에서 유량이 0.98배로 감소하였지만 유동의 간섭현상은 발생하지 않았다. Seawater intake systems have significant problems due to seawater pollution, suspended solids, unstable intake and maintenance etc. An underground type seawater intake system was newly developed to overcome the existing weaknesses and was facilitated in Gyukpo port. In this study, to check the performance of the new system, the samples for water quality and the 3-D numerical modeling test were conducted. The five times test included the COD, total nitrogen, total phosphorus, pH, and suspended solid for the intake system. The analyses show that the COD, total nitrogen, total phosphorus, PH showedminor changes before and after. On the other hand, the change in suspended solids was significant and water was purified below 5 mg/l, first level fisheries water, after. The numerical model adopted the RNG k-ε algorithm and the CFX model based on the finite volume method. The porosity algorithm was used to reproduce filtered-sand, outer diameter, and thickness. The numerical results showed that the double pipe is advantageous in that it provides a uniform pressure between the inner and outer pipe for the flow to be stable. In addition, the use of multiple intake pipes did not interfere with the discharge reduction of 0.98 at the both intake pipes compared with the central intake pipe."

강제 역세척 모듈을 이용한 해수취수시설 흐름특성 분석

박영진(Young-Jin Park),조진규(Jin-Kyu Cho),김지호(Ji-Ho Kim) 한국환경관리학회 2014 環境管理學會誌 Vol.20 No.3

본 연구에서는 여과사를 이용하여 부유물질을 저감시킨 해수를 2중관 구조의 취수관을 통해 직접 취수하는 매립형 해수취수시설에 대해 수리모형실험과 수치모의를 하고 이를 비교 분석하였다. 수리모형실험에서 여과사가 포설되지 않은 상태에서 단일관과 이중관의 취수량을 변화시켜가며 흡입압력과 토출압력을 분석한 결과 압력과 유량 모두 유사하게 나타나 이중관의 효율이 저하되지 않은 것으로 나타났다. 또한, 사용된 수치모의를 통해 외부관이 없는 경우 취수관 하류 구간의 유속이 불안정하게 모의되었으나 외부관이 있는 이중관의 경우 취수관 하류 구간의 유속이 안정적으로 나타났다. This paper presents the analyzation and experimentation of the hydraulic model and numerical model of the underground-type seawater intake system; directly intaking the seawater with reduced floating material using sand filter through double structured intake pipe. In the hydraulic model experiment we analyzed the suction pressure and discharge pressure while changing the intake amount of single pipe and double pipe, based on the similar result of both the pressure and flux. Also it turned out that the efficiency of the double pipe was not reduced in a state which sand filter was not laid underground. In addition, using the numerical model, double pipes with external pipes showed stable velocity of the downstream section of intake pipe while the velocity of double pipes with no external pipe turned out to be unstable.

배관에 의한 구조진동 진단 및 대책

이정환(J. H. Lee),구동식(D. S. Gu),최병근(B. K. Choi) 한국동력기계공학회 2007 한국동력기계공학회 학술대회 논문집 Vol.- No.-

A few intake stations have vibration problems caused by pipes. The vibration transffered from pipes excites building severely. Therefore, the crack is generated on building wall and people who work at intake station are damaged. In this paper, the vibration is measured and analysis is carried out for pipes at intake station in order to identify the usefulness and effectiveness of the solution proposed for pipe resonance avoidance. According to the result of analysis, the vibration of pipes is reduced by bellows.

EURO 6 디젤엔진의 Plastic Intake Pipe의 피로내구 특성연구

김민기(Minki Kim),진해론(Hailun Chen),김성수(Seongsoo Kim),이창환(Changwhan Lee) 한국자동차공학회 2018 한국자동차공학회 학술대회 및 전시회 Vol.2018 No.11

해수취수시설에서 이중관 구조를 갖는 취수관 연구(II): 수치모형실험

김태원,김성환,김지호,박영진 한국방재학회 2015 한국방재학회논문집 Vol.15 No.2

Small-and medium seawater intake facilities are being used currently. However, the design parameter of the double pipe type intake pipe is not standardized in Korea. In this study, we have examined the design parameter as the analysis for the flow phenomenon and intake discharge in the intake pipe using Computational Fluid Dynamics (CFD). From the results of the numerical simulation for the 5 m, 10 m and 20 m length of intake pipe, respectively, when the length of intake pipe is at least 10.0m, the velocity in the intake pipe is uniformly distributed. In order to secure stable flow in the intake pipe, the length of intake pipe is needed to be more than 10 m. From the results of the numerical simulation for the intake discharge per the perforated, velocity vector, streamline and standard deviation according the perforated ratio, the ratio must be established more than 353%. The advantage of the ratio come from the equal pressure distribution and stable flow. The results of numerical simulation were similar to the results of 359% ratio of the experimental modeling test. 기존 중·소모규 해수취수시설이 활용되고 있음에도 불구하고 이중관 구조의 취수관 설계에 대한 일반적인 설계인자가 없는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 전산유체역학적 기법을 활용하여 취수관 내부의 유동현상 및 취수량을 분석하여 취수관의 설계인자를 검토하였다. 5 m, 10 m, 20 m 길이 취수관에 대하여 검토한 결과, 10 m 이상의 취수관 길이가 취수관 내부에서 균등한 유속분포를 형성되여 취수관 내부의 안정적인 흐름을 위해서는 최소 10 m 이상의 취수관이 필요한 것으로 분석 되었다. 취수관 내 거리별 유공으로 유입되는취수량에 대한 표준편차를 분석한 결과, 유공율이 353%를 확보하는 것이 취수관 내부 균등한 압력분포 및 안정적인 흐름측면에서 유리하였고, 이와 같은 결과는 수리모형실험 359% 유공율과 유사한 것으로 분석되었다.

Effect of Perforating an Intake Pipe on the Interior Noise of a Passenger Car

Zhu Yawei,Lu Chihua,Liu Zhien,Xie Liping,Li Xiaolong 한국자동차공학회 2021 International journal of automotive technology Vol.22 No.4

The intake pipes designed by some experienced engineers have small holes. However, the role of these small holes is yet to be fully understood by most engineers. At present, the only research on this issue is also controversial. This work aims to reveal the effect of perforating an intake pipe on the interior noise and provide some suggestions to automotive engineers when applying this method. First, the effect of these small holes on the source strength of the intake nozzle and perforated region is theoretically analyzed. Thereafter, the noise transfer functions of the intake nozzle and perforated region to the target response point in the cab are measured on the basis of the reciprocity principle. Finally, the effect of perforating the intake pipe on the interior noise is studied by simulating the intake noise of the experimental car with an external sound source. Results show that perforating the intake pipe can increase the order noise component of the intake noise and reduce the mid-high frequency noise in the cab, thereby improving the powerful sound quality and reducing the feeling of noisy.

The Pressure Prediction in Intake and Exhaust Manifold of a Single Cylinder Engine with Various Exhaust Pipe Diameters

( Han Shik Chung ),( Hyo Min Jeong ),( Kwang Young Lee ),( Young Heung Chun ),( Cheol Jae Lee ),( Seuk Cheun Choi ) 경상대학교 해양산업연구소 2003 해양산업연구소보 Vol.16 No.-

The Numerical Anylysis for Pressure Prediction in Intake and Exhaust Manifold of a Single Cylinder Engine

( Hyo Min Jeong ),( Han Shik Chung ),( Jong Soo Seo ),( Moung Gook Ji ),( Yong Hun Lee ),( Seuk Cheun Choi ) 경상대학교 해양산업연구소 2003 해양산업연구소보 Vol.16 No.-

디젤기관의 흡기 맥동류가 체적효율에 미치는 영향

강희영(H. Y. Kang),고대권(D. K. Koh),안수길(S. K. Ahn) 한국동력기계공학회 2004 한국동력기계공학회 학술대회 논문집 Vol.- No.-

Empirical experiments have been undertaken to investigate the effects of Intake Pulsating Flow on volumetric efficiency in a diesel engine which significantly affects to intake manifold of induction system. It is well known facts that the intake and exhaust gas exchange processes close relate to a diesel engine performance. In this paper the effects of change in length of the pipes and engine speed on volumetric efficiency was examined and evaluated to obtain a preliminary data which have a analytical solution basis on a non-linear one-dimensional unsteady flow by the method of characteristics. It was found that volumetric efficiency was affected by intake pulsating flow with engine speed and the pipe length. The results obtained were considered by adopting a theory of wave action.