균일조도관의 양해법 설계 기준식

Basic Equations for Explicit Design of Uniformly Rough Pipe

  • 유동훈 (아주대학교 공과대학 토목공학과)
  • 발행 : 1995.10.01

초록

어떤 조건이 주어져 있을 때 펌프의 일률, 관내유출률, 관경 등이 보통 관로설계에서 요구되는 사항들이다. 여러 연구자들의 연구 덕택으로 이제 수리조건이 주어지면 관마찰계수는 양해법으로 바로 산정할 수 있게 되었다. 그러나 많은 관로설계에 있어 관내 조면이 귤일하게 분포되어 있다 하더라도 기존방법을 사용하여서는 수리조건을 미리 결정할 수 없다. 이러한 경우 정확한 해를 구하기 위하여는 흔히 여러번 반복시산하여야 되는 어려움이 따른다. 본고는 균일조도관인 경우이러한 반복과정을 거치지 않고 유출률과 관경 등을 바로 결정하는 방법을 제시하였다. 전개과정중 새로운 무차원수, 동력관경수, 동력유출수와 유출경사수등을 도출하였음을 밝히며, 이로부터 양해법 산정식을 개발할 수 있었다.

Pipe design normally requires pump power, discharge rate or pipe diameter for each condition given. Due to several investigators the pipe friction factor can now be estimated by explicit way when the flow condition is provided. In various problems of pipe design, however, the flow condition cannot be pre-determined even for the uniformly rough pipe. In these cases a lot of iterations are often required to have an accurate solution with ordinary approach. This paper presents the explicit way of estimating the discharge rate and pipe diameter without any iteration process being related to non-dimensional physical numbers, power-diameter number, power-discharge number, and discharge-slope number, which enable to develop explicit forms of equations.

키워드

참고문헌

  1. 대한토목학회 논문집 v.13 no.4 천이류에서의 관마찰 유동훈
  2. 대한토목학회 논문집 v.13 no.5 균일조도 원형관 마찰계수 유동훈
  3. 대한토목학회 논문집 v.15 no.1 영점높이와 관마찰계수 유동훈;강기훈
  4. 대한토목학회 논문집 v.15 no.3 복합면 마찰계수 유동훈
  5. Proc. Inst. Civil. Eng. v.59 Two additional methods of direct solution of the Colebrook-White function Barr,D.I.H.
  6. Proc. Inst. Civil. Eng. v.79 Systematic explicit solutions of the Prandtl and Colebrook-White equations for pipe flow Chen,J.J.J.
  7. J. Inst. Civil. Eng. v.11 Turbulent flow in pipes, with particular reference to the transition region between the smooth and rough pipe laws Colebrook,C.F.
  8. Fluid mechanics Douglas.J.F.;Gasiorek,J.M.;Swaffield,J.A.
  9. Ver. Dtsch. Ing. Forschungsh. v.356 Gesetzmassigkeiten der turbulenten Stromung in glatten Rohren Nikuradse,J.
  10. Ver. Dtsch. Ing. Forsch. v.361 Stromungsgesetze in rauhen Rohren Nikuradse,J.
  11. Z. Angew. Math. Mech. v.5 no.2 Bericht ber Untersuchungen zur ausgebildeten Turbulenz Prandtl,L.
  12. Fluid mechanics Streeter,V.L.;Wylie,E.B.
  13. Hydraulic tables Williams,G.S.;Hazen,A.