게시판 > 질답게시판 > hydraulic 설계관련 문제 풀이도와주세요

스테파노 Stefano

13-09-04 15:18

계산에 필요한 자료는 다 준비되어 있습니다. 스스로 고민해보고..
직접 계산해 보고 해결되지 않는 부분을 질문하세요.

스스로 풀어보지도 않고 "문제풀이 해달라"식의 질문은 바람직하지 않습니다.

게슈탈트 oldparao

13-09-06 12:00

띡하니 풀어놔서 답변을 안달아주신거 같은데요,,

유속은 제가 계산을 해보았습니다.

유량 / 관의 넓이를 하면 단위가 m/h로 나오는데 이렇게 구하는게 맞는지요

45m3/h / (75*75*3.14) * 1,000,000 mm2 = 2546.47 m/h

또한 friction factor를 구하기 위해서 제가 어느 부분을 공부해야되는지 몰라서
여쭈어 보았던 겁니다...

마찰계수 구하는 방법을 알고싶습니다..

스테파노 Stefano

13-09-06 15:14

(1) 마찰계수는 Reynolds No. 관내 표면거칠기로부터 Friction Factor도표를 찾아 계산합니다.
(2) Friction Factor가 구해졌으면 관 내의 압력손실을 계산하기 위해서 "Darcy's(Moody's or Fanning's) Equation"을 사용하면 됩니다.

우선 먼저 공부중인 곳에서 가장 가까운 곳에서 찾아볼 수 있는 수두계산용 교재의 내용을 찾아 보도록 하세요.

Noblesse inhaneo

13-09-07 12:03

Crane 책이 압력 손실 구하는 기초적인 서적입니다.
참고하세요.

게슈탈트 oldparao

13-09-09 18:13

먼저 Reynolds수를 구하였습니다.

1 x 150mm x 2546.47m x 1000kg x Cp x Cm x S x 1m x 1m x H x 1000g
1.138cp x H x m^3 x 0.01 g x 100cm x 1000mm x 3600s x 1kg

(단위환산을 위하여 네모칸그려놓고 전부다 곱하였습니다)

무차원인 레이놀즈 수 93,236을 구할 수 있었습니다. 보니 난류가 확실하다는 판단이 들었고,
레이놀즈 수와 마찰계수 그래프에서 프랙션펙타 값 약 0.013 임을 확인했습니다.

head loss를 구할 때 직관에서 층류라면
델타P =((2fu^2 lρ)/(g_c D)) (kg/m^2) 식으로 하는것과
난류라면
델타P = ((4u^2lρ/g_c D)) ∅' (Duρ/μ) 식으로 푼다는 것을 알게되었습니다.

여기서 질문입니다.

i) 위의 식을 적용하는 것이 맞는지.....
ii) 난류의 식에서 ∅ (파이?) 와 gc 는 무슨 변수 일까요...

진짜 이 문제는 너무나 풀고싶네요
압력손실을 구하면 새로운 세계가 제눈에 보일거 같은데
부디 제가 구하고 있는 과정이 맞는지 진심 궁금합니다..

감사합니다.

신입화공 bhk3927

13-09-12 19:14

단위조작 4장, 5장에 궁금하신 사항은 모두 나와 있습니다.

그리고 자료는 신뢰성이 있어야 합니다. 출처를 밝히고
최소한 본인이 찾은 자료는 본인이 분석을 해서 적용여부를
결정을 해야 합니다.

1. 유속은 내경으로 계산시 약 0.67m/s 이고
2. 마찰계수는 Fanning Equation을 적용했고 0.00468 (난류)이고
3. DP/100m는 0.0278 kg/cm2 나오네요.

참조 하시고

배관경은 Size down을 고려해보는게 좋겠네요.

게슈탈트 oldparao

13-09-13 10:39

감사합니다. 말씀하신 단위조작 4,5장 참고하겠습니다.

그런데 2.의 마찰계수 패닝식 적용하셨다고 들었는데
어떤식을 적용하신건지 알수 있을까요?

층류일때 f=16/Re이지 않습니까?
또한 DP는 어떤식을 대입하신건지... 궁금합니다.
풀이과정을 좀 볼수 잇을까요?

밤밤 gurum111

13-09-13 16:20

윗분들이 모두 맞는 말씀 해주셨는데요. 현업에서 이루어지는 방식을 말씀드리고자 합니다.

straight pipe, valve, fitting류에서 발생하는 head loss(pressure drop)을 계산할 때 가장 많이 사용하는 식이 Darcy's formula입니다.
HL=K*(v^2/2g)이죠. 여기서 K는 resistance coefficient로 f*(L/D)입니다.
우선 v(velocity)를 계산해보죠.

v = (45) / ( 3.14/4 * 0.15^2 ) / 3600 = 0.7 m/s

이제 K값을 구하면 아래와 같습니다.

friction factor인 f값은 Crane책 AppendixA의 A-23페이지를 보시면 Pipe 재질별로 f값이 도식화 되어 있습니다. pipe diameter가 150mm이니까 commercial steel의 f값은 딱 0.015입니다.
K값을 구하면 K= 0.015*(1000/0.15) = 100 이네요

이제 위에서 구한 v와 K를 가지고 Darcy's formula에 넣으면
HL=100*0.7^2/(2*9.8) = 2.5m입니다.

f값을 구하는 여러 이론식이 있지만, 현업에서는 위와 같이 계산을 하니 참고하세요