게시판 > 질답게시판 > 실외 온도 저하에 따른 배관내 액체의 압력변화를 알고자 합니다.

이정석 jslee

12-06-02 05:55

배관을 흐르는 동안의 배관내 온도변화를 계산할 수 있어야 할 것 같습니다만, 외부 바닷물과의 열전달계수가 얼마일지 모르겠군요. (통상 대기중 배관의 U(총괄전열계수)값은 0.005~0.01 kW/㎡℃ (단열시 0.003 kW/㎡℃)이고, wet earth로는 0.0015 kW/㎡℃라고 하던데...)

스테파노 Stefano

12-06-04 10:35

(1) 배관이 완전히 액체로 충만되어 있을 경우 액 팽창에 의한 압력은 배관벽에 걸릴수 있는 최대응력에 비례해서 압력이 올라갑니다

P=2*t*(σ)yield/D.............(1)

(2) 그러나 완전히 채워져 있던 배관내에서 액의 수축이 일어날 경우 줄어든 공간은 그 유체의 증기로 채워지고 그 공간은 액의 증기로 채워지면서 액체가 가진 증기압을 나타냅니다. 증기압이라고는 하지만 액이 끓어오르는 압력이 아니기 때문에 진공이 걸리게 되지요.

그 때의 증기가 나타내는 증기압은 액체의 온도에만 관련되며 용기의 부피, 열전도도, 배관의길이, 초기압력, 등과는 전혀 무관합니다.

(3) 만일 직경이 큰 Pipe라고 하면 진공에 의해 좌굴 될 수 있는데 바닷속 배관 등은 기본적으로 외압을 고려해서 설계 시공하지만 운전중 관이 비워지도록 하지는 않습니다. 관이 완전히 비워지면 부력에 의해 관이 떠올라 파손됩니다.