Simplified Design of Commercial Pipes with Considering Secondary Losses

부차 손실을 고려한 상용관로의 간편 설계

  • Yu, Dong-Hun (Dept.of Civil Engineering, Engineering College, Ajou University) ;
  • Jeong, Won-Guk (Dept.of Civil Engineering, Engineering College, Ajou University)
  • 유동훈 (아주대학교 공과대학 토목공학과) ;
  • 정원국 (아주대학교 공과대학 토목공학과)
  • Published : 2001.02.01

Abstract

The friction factor of commercial pipe varies with wide range depending on pipe type and pipe size. Various methods can describe the wide variation of friction factor with good accuracy, but they normally require an iteration process even for solution of a simple case. Power law can result in an explicit form of solver so that the power law is rigorously employed for the development of direct solution technique. The parameters used in the present form of power law are allowed to haute some variation with pipe size and Reynolds number as well as pipe type for wider coverage with good accuracy, while Hazen-Williams equation permits limited variation which accounts only for the roughness or the pipe type. Furthermore secondary loss is considered in the development of explicit equations for design of commercial pipes.

상용관로에서의 마찰 계수는 관의 종류, 관의 크기에 따라 아주 폭넓게 변한다. 지금까지 여러 연구자들에 의하여 개발된 방법으로 정밀하게 여러 가지 마찰 계수를 산정할 수 있지만 일반적으로 간단한 경우의 해를 구하기 위해서는 반복적인 시산이 요구된다. 지수형 산정식은 양해적으로 그 해를 도출할 수 있으므로 직접적으로 해를 구하는 기법의 발전을 위하여 많이 적용되어 지고 있다. Hazen-Williams 방정식은 여러 다양성을 고려치 않았으며 단지 관의 거칠기 또는 관종에 대하여 고려하는 제한성을 보여주고 있다. 그러나 본 연구에서 사용되어지는 지수형 산정식의 매개 변수들은 폭 넓은 범위의 정밀한 해를 구하기 위하여 관의 크기, 레이놀즈수, 관의 종류를 포함한 다양성을 가질 수 있도록 허용하였다. 또한 상용관 설계를 위한 양해법 산정식을 개발하는데 있어 부차손실을 고려하였다.

Keywords

References

  1. 유동훈 (1995). '복합면 마찰계수.' 대한토목학회 논문집, 대한토목학회, 제15권, 제3호, pp. 633-644
  2. 유동훈 (1996). '균일조도관의 양해법 설계 기준식.' 한국수자원학회지, 한국수자원학회, 제28권, 제5호, pp. 175-189
  3. 유동훈, 강찬수 (1996). '균일조도 동력경사관의 양해법 설계.' 한국수자원학회지, 한국수자원학회, 제29권, 제3호, pp. 163-175
  4. 유동훈, 강찬수 (1998). '단일 상용관로의 간편설계.' 한국수자원학회지, 한국수자원학회, 제31권, 제5호, pp. 565-574
  5. Bernuth von, R.D. and Wilson, T. (1989). 'Friction factors for small diameter plastic pipes.' J. Hydraulics Engrg., ASCE, Vol.115, No.2, pp. 183-192
  6. Colebrook, C.F. (1938). 'Turbulent flow in pipes, with particular reference to the transition region between the smooth and rough pipe laws.' J. Inst. Civil Engrg, London, Vol.11, pp. 133-156
  7. Wallingford, H.R. and Barr, D.I.H. (1998). Tables for the hydraulic design of pipes, sewers, and channels. 7th Edition, Tomas Telford
  8. W.H. (1974). 'Direct determination of pipe size.' J. Hydraulics Engrg., ASCE, Vol.44, No.6, pp. 567-575
  9. Nikuradse, J. (1933). 'Stroemungsgesetze in rauhen Rohren.' Ver. Dtsch Ing. Forsch. No.361
  10. Simon, A.L. (1986). Hydraulics. John Wiley & Sons
  11. Swamee, P.K. and Jain, A.K. (1976). 'Explicit equation for pipe flow problems.' J. Hydraulic Engrg., ASCE, Vol.102, No.5, pp. 657-664