게시판 > 질답게시판 > 열교환기 thermal rating관련

스테파노 Stefano

09-01-10 17:55

(1) 열교환기의 진동은 Tube 외부를 가로질러 흐르는 유체의 Vortex 와Turbulency에 의해 야기 되는데 이들의 진동수가 Tube의 고유진동수와 어느정도 유사한가와 Cross Flow가 진동을 유발하는 임계유속을 넘지 않는지의 여부 및 Tube의 변위크기에 의해 Tube간의 마찰과 Tube와 Baffle Hole간의 마찰 여부가 있는지의 여부를 평가해서 판단합니다.

(2) 이들에 관한 용어설명 혹은 진동수계산 Tube 변위 계산등 상세한 사항은 TEMA Standards Section 6를 참조하세요.

일반적인 평가기준 (Criteria)은 다음과 같습니다.

1) Shell Side 유속 V<Vcrit 임계유속.......Shell측 유속이 Fluid Elastic Whirling(FW) 임계유속 Vcrit을 넘지 말 것
2) 0.8*(fvs or ftb)< fa < 1.2(fvs of ftb)범위에 있지 않을 것... Vortex Shedding(VS)에 의해 야기되는 진동수(fvs)나 Turbulent Buffeting(TB)에 의해 생서되는 진동수(ftb)는 음향진동수(fa)에 너무 근접해 있지 않도록 할것
3) fvs < (1/2) fn, 원자력용 열교환기는 (1/3)이하..Vortex에 의한 진동수가 Tube 고유진동수의 1/2(혹은 1/3)이하 되도록 할 것
4) Cross Flow에 의한 충격변형 크기가 Tube Pitch 혹은 Tube와 Baffle의 Hole 간의 간극보다 크지 않도록 할 것
(유체, 밀도, 유속, Tube Span, 재료 피로 Stress 등으로부터 계산한 Tube의 변위보다 작을 것)

지우지민 telomer

09-01-13 07:46

Stefano님 답변 감사드립니다.

한가지 질문이 더 있습니다.

첨부파일(HTRI Report)의 "3-Vibration" sheet을 보시면

위에 말씀해주신 Criteria중
1)은 나와 Report에 표기되어 있는것 같은데
2)Vortex Shedding(VS)에 의해 야기되는 진동수(fvs)나 Turbulent Buffeting(TB)에 의해 생성되는
진동수(ftb)은 HTRI Report에 표기되어 있지 않은것 같은데 맞습니까?
3)fn은 어떤 진동수 인가요? fa와 같은 의미 입니까?
4)Cross Flow에 의한 충격변형 크기는 HTRI Report에 표현되나요?

스테파노 Stefano

09-01-14 00:23

(2) ftb와 fvs를 각각 계산한 다음 Tube Span에 따른 고유진동수와 음향진동수와 비교해 보기 위해서 이들 값으로 나누어 그 비 ftb/fa, ftb/fn, fvs/fa, ftb/fa를 계산하여 표에 나타내도록 되어있는데 이들 중 계산되지 않은 값이 있다면 공란으로 남아 있겟지요.

HTRI Report에 계산하지 않은 이유는 Shell에 Gas나 Vapor가 차있을 경우에는 음향진동에 의한 공진문제를 검토해 봐야 하지만 Liquid가 차 있을 경우에는 고려하지 않아도 되기 때문에 계산하지 않은 것으로 봅니다 .

(3) fn은 Tube의 Span과 질량, 재료의 탄성계수로부터 계산되는 고유진동수(Natural Frequency)이고 fa는 Shell 측의 특성길이(Characteristic Length)와 Vapor 혹은 Gas 매질을 통과하는 음속으로부터 계산되는 음향진동수(Acoustic Frequency)를 의미합니다. Shell에 Vapor나 Gas가 차 있을 경우에는 앞서 설명한 바와 같이 음향진동 공진에 의한 검토는 하지 않고 주로 Pipe의 고유진동수와의 비가 허용치 이내에 드는지 여부만 검토하면 될 것입니다.

(4) 충격변형크기는 Parallel Flow의 경우와 Cross Flow의 경우로 나누어 Amplitude를 mm (또는 inch) 단위로 나타내고 이를 Tube Gap과 비교해 보면 됩니다. Tube가 간격은 Gap에 비하여 훨씬 크기 때문에 고려할 필요가 없는 경우가 대부분입니다.

답변이 되었는지 궁금합니다.

지우지민 telomer

09-01-14 07:47

Stefano님

상세한 답변 감사드립니다.

즐거운 하루 되세요.