• Title, Summary, Keyword: 배관계

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The Study of Fluid Induced Vibration Integrity Evaluation for the Pipe System (배관계 유체 유발진동 건전성 평가에 대한 연구)

  • Jang, Hoon;Chai, Jang Bom;Ryu, Ho Geun;Kim, Dong Soo
    • Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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    • pp.216-216
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    • 2014
  • 과거 유체 유발 진동(FIV : Fluid Induced Vibration)은 배관계 설계 하중에 고려되지 않은 설계 하중이었다. 하지만, 원자력 발전소 또는 화력 발전소의 배관형상이 복잡하고 고온수가 배관 내부에서 유동하는 배관계에서 육안으로 관측이 가능한 배관진동이 발생하였다. 이에 배관 진동에 대하여 원인 분석과 배관 구조 건전성 평가에 관심을 가지게 되었다. 배관 진동은 배관 형상에 따라 배관 내부 난류 유동에 대한 압력 변동이 하나의 원인이며, 고온수가 유동하는 배관일수록 압력 변동에 대한 배관 진동이 크게 나타나는 것으로 분석되었다. 배관 내부 난류 유동에 대한 압력 변동을 불규칙 수력하중이라고 한다. 본 연구에서는 배관 내부에서 난류 유동으로 발생하는 불규칙 수력하중을 유동해석을 이용하여 PSD(Power Spectral Density)로 산출하고, PSD 하중을 이용하여 불규칙 구조 응답 해석을 수행하여 배관계 응력 분포에 대하여 연구하였다. 배관 내부 난류 유동에 대한 불규칙 수력하중은 DES 난류 모델을 사용하여 시간에 대한 배관 내부 표면의 유체 속도를 유동 해석으로 산출하였으며, 유체 속도를 동압으로 계산한 후 FFT(Fast Fourier Transform)를 수행하여 PSD 하중으로 산출하였다. 그리고 불규칙 구조 응답 해석에서 배관 내부 유체 영향에 대한 진동 감쇠를 표현하기 위하여 유체 질량을 산출하고, 배관 구조 해석 모델 표면에 질량을 입력하는 방법으로 배관 고유진동수 및 불규칙 구조 응답 해석을 수행하였다.

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Experimental Study on the Blade Excitation Frequency for the Natural Frequence of Centrifugal Pump Piping Systems (원심펌프 배관계 진동에 영향을 주는 블레이드 가진주파수의 실험적 고찰)

  • 김윤제;신호길
    • Journal of Energy Engineering
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    • v.10 no.4
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    • pp.335-341
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    • 2001
  • Pressure pulsations generated by the blade-tongue interaction induce vibration of the piping systems and the structure connected to pumps, resulting in the severe noise and fatigue fracture. Experiments were made on the natural frequencies of liquid columns in piping systems with a single suction, single stage, centrifugal volute pump. Experimental results show that the natural frequencies of the liquid columns in the pump piping systems depend on the dimensions of the pipes and the impeller shapes, and are not affected substantially by the rate of discharge and the rotating speed of the pump.

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A Pipeline Network Analysis on the Source and the Relation with Pipe Diameter of the Flow Hunting in a Orifice Meter (오리피스 유량계의 유동헌팅 원인과 배관경과의 상관관계에 대한 배관망해석 연구)

  • Shin, Chang-Hoon
    • Journal of the Korean Institute of Gas
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    • v.15 no.1
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    • pp.54-59
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    • 2011
  • Generally, the flow hunting is observed in almost all of the orifice meters but the intensity of the flow hunting is different at each metering system. In order to investigate the relations between pipe diameter and the flow instability or the flow hunting in a real metering system, a one-dimensional pipeline network model was built and analyzed for the examination of flow characteristics and relations to the flow hunting, changing diameters of the meter and the pipes before and after the meter. Finally, the effects of pressuredifference variation and flow hunting following to the variations of the diameters of the meter and the pipes before and after the meter were investigated and the relations were examined as well.

A Study on Determining the Transmission Loss of Water-Borne Noise Silencer in a Sea-Connected Piping System (해수연결 배관계 소음감소기의 투과손실 측정에 관한 연구)

  • Park, Kyung-Hoon
    • The Journal of the Acoustical Society of Korea
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    • v.26 no.6
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    • pp.286-292
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    • 2007
  • The dominant source of noise in a sea-connected piping system is usually due to a seawater cooling pump which circulates seawater to operate onboard equipments normally, and so its water-borne noise with some tonal frequencies should be reduced using proper silencers. In order to obtain the transmission loss of water-borne noise silencers experimentally the present paper suggests a transfer function technique that acoustic wave in the piping system is decomposed into its incident and transmitted components when the reflection at the termination of the system exists. Good agreement in the interested frequency range with theory and the proposed technique shows the validity of the technique.

Control of High-Pressure Exhaust Gas Flows Using Shock-Wave Confinement (충격파 감금법을 이용한 고압배기가스 유동의 제어)

  • ;;K.Matsuo
    • Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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    • pp.19-19
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    • 1998
  • 최근 화학, 연소, 동력, 제철 등의 각종 플랜트에서 조업압력이 고압화되어 가고 있으며, 이에 수반하여 배관계를 통하는 고압가스 유동에 관한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 배관계를 통하는 고압가스의 유동에 있어서 유량의 적절한 제어, 유동에 의하여 야기되는 배관계의 소음·진동, 그리고 배기가스의 적절한 처리법 등은 공학적으로 매우 중요한 문제로 알려져 왔다. 일반적으로 정상운전을 하는 플랜트에서 고압 배기가스의 문제는 배기가스 Expander에 의하여 에너지를 회수하는 방법이 생각될 수 있으나, 실제 공업현장에서는 배기가스를 안전하고, 또 소음·진동을 발생시키지 않도록 적절하게 처리하는 것이 매우 중요한 기술적 과제로 남아 있다. 일반적으로 배기가스의 압력이 임계압력(critical pressure) 이상으로 되는 경우(실제 대부분의 플랜트에서 배기가스의 압력은 임계압력보다 매우 높다), 배관계 내부에서 충격파(shock-wave)가 발생하여 난류와동 혹은 난류경계층과 간섭하게 됨으로써 강력한 공기역학적 소음이나 진동을 발생시키게 된다. 이와 같은 소음·진동에 대한 대책으로는 현재 가스배출부에 감압밸브를 직렬로 설치하거나, 유로에 다공판(porous plates)들을 삽입하여 감압과정을 공간적으로 분산시킴으로써, 충격파가 발생하지 않도록 하는 방법을 주로 채택하고 있다. 그러나 이러한 방법을 적용하는 경우 배기가스 유동에 대한 유량의 제어기능이 저하되는 문제가 발생한다.

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A Study on System Stress Analysis of High Temperature Plant Piping with Expansion Joints and Load Hangers (신축이음과 하중행거가 함께 설치된 고온플랜트 배관계의 시스템응력 해석 연구)

  • Park, Do Jun;Yu, Jong Min;Han, Seung Yeon;Yoon, Kee Bong;Kim, Ji Yoon
    • Journal of Energy Engineering
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    • v.23 no.3
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    • pp.116-124
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    • 2014
  • In the plants operated under high temperature condition, piping system load analysis is often performed to prevent accidents caused by thermal deformation and also to locate inspection prioritity points of the piping system. In this study, piping system stress analysis was performed for a pipe system between the reactors in a process plant. The piping system includes typically installed hangers and expansion joints. In order to evaluate the effects of structural components such as hangers and expansion joints, the case for the expansion joint or the hanger under abnormal operation is considered. By comparison anlaysis results of piping system during normal operation and abnormal operation, the role of each pipe components are studied.

Leak-Before-Break Behavior and Crack Opening Displacement in Piping Under Bending Load (굽힘하중을 받는 배관의 파단전누설거동 및 균열개구변위)

  • Nam, Ki-Woo
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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    • v.34 no.6
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    • pp.725-730
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    • 2010
  • The leak-before-break behavior and the crack opening displacement were investigated of statically indeterminate piping system and statically determinate piping system after a crack penetration. The reduction in the ultimate strength caused by a crack was relatively small in the statically indeterminate piping system. The leak-before-break in the statically indeterminate piping system had a larger safety margin than that in the statically determinate piping system. The crack opening displacement after crack penetration in a pipe with a nonpenetrating crack was evaluated by using a plastic rotation angle.

Improvement of fire suppression capability by use of air early release equipment (공기조기방출장치를 이용한 가스계 소화설비 성능 개선)

  • Jee, Moon-Hak;Moon, Chan-Koon;Kim, Hyung-Tack
    • Proceedings of the Korea Institute of Fire Science and Engineering Conference
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    • pp.143-146
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    • 2012
  • 가스계 소화설비의 배관이 장거리 배관인 경우 소화약제 저장탱크의 선택밸브가 개방된 다음 소화약제가 화재지역에 방출될 때 까지 일정시간이 소요된다. 또한 소화약제 배관 내부의 공기와 소화약제가 함께 화재지역에 방출되어 소화약제 농도가 희석되므로 소화효과가 감소한다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 소화약제 배관이 방화지역으로 연결되는 지점에서 대기로 연결되는 공기 방출배관과 방출장치를 설치하여 가스계 소화설비의 소화효과를 높일 수 있는 설비 개선방안을 마련하였다.

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Stress Analysis of the GEO-KOMPSAT-2 Tubing System (정지궤도복합위성 추진계 배관망 구조해석)

  • Jeong, Gyu;Lim, Jae Hyuk;Chae, Jongwon;Jeon, Hyung-Yoll
    • Journal of Aerospace System Engineering
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    • v.12 no.1
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    • pp.47-56
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    • 2018
  • In this paper, the structural analysis of the Geostationary Korea Multi-Purpose Satellite-2 (GEO-KOMPSAT-2) tubing system is discussed, and the structural integrity of the tubing system is assessed by comparative analysis with the results of overseas partner AIRBUS. Securing structural reliability of the tubing system is a very important key element of the propulsion system of the GEO-KOMPSAT-2 satellite. Therefore, FE modeling of the propulsion tubing was carried out directly using the CAE program, and structural analysis was performed to evaluate the stress state under launch conditions. Hoop stress, axial stress, bending stress, and torsion stress were calculated according to diverse load conditions by using pressure stress analysis, thruster alignment analysis, sine qualification load analysis, and random qualification load analysis. From the results, the Margin of Safety (MoS) of the tubing system is evaluated, and we can verify the structural integrity of the tubing system when subjected to various launch loads.

산화제 배관과 연료탱크 사이의 공기층 단열에 의한 연료탱크 온도분포 예측

  • 권오성;하성업;조남경;조인현;나한비;길경섭;김병훈
    • Bulletin of the Korean Space Science Society
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    • pp.71-71
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    • 2004
  • KSLV-I 추진기관 기체공급계는 상부의 산화제 탱크로부터 나온 산화제 주배관이 하부의 연료탱크를 관통하여 엔진공급계로 이어지도록 구성되어 있다. 연료탱크에는 산화제 배관의 관통을 위한 tunnel이 구성되어 있으며 배관과 tunnel은 일정한 간격을 유지하게 된다. 배관과 연료탱크 사이의 열전달을 줄이기 위하여 산화제 배관에 단열재를 적용할 수 있으나, 이 경우 배관의 운송, 조립시에 handling이 힘들게 되고, 특히 발사체에 조립된 후에 발생하는 단열재의 파손 및 성능감소에 대한 유지보수가 불가능하다. (중략)

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