수리모형실험을 통한 펌프 흡입배관부 보텍스 현상 저감방안

안인수; 김성호; 김경엽; 노형운; 이영호

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저자정보: 안인수 김성호 김경엽 노형운 이영호

저널정보: 한국유체기계학회 한국유체기계학회 학술대회 논문집 유체기계공업학회 2004 유체기계 연구개발 발표회 논문짐

발행연도: 2004.12

수록면: 193 - 198 (6page)

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펌프장 흡입수조에서 발생되는 보텍스의 구조를 Sump Model Test와 PIV 방법을 수행하여 보텍스 발생여부를 검증한 결과는 아래와 같다.
1) 현장조서의 결과 취수장 대부분의 흡수정 구조가 유체역학적으로 보텍스를 발생시키는 구조였음을 알 수 있었으며 흡수정의 형태를 흡입구와 수문이 일직선으로 되어 있는 토목구조를 가진 펌프장의 경우는 보텍스 발생이 비교적 적었음을 알 수 있었다. 이는 토목구조의 설계가 펌프특성에 따른 흡수정 내의 유동장을 고려하여 볼 때 매우 중요하다는 것을 알 수 있다.
2) JSME S 004-1984를 토대로 1/8 모델내에서 모형수리실험을 수행한 결과 현장에서 발견된 결과와 같이 예측되었다. 또한, 모든 상사조건 일치에서 수위나 운전대수 및 호기조합에 따라 정도의 차이는 있으나 모든 경우에 보텍스가 심하게 발생하고 있음을 알 수 있었다.
3) PIV실험에서 볼 수 있듯이 자유표면 보텍스는 #1호기와 #3호기에서 주로 발견되었는데 이는 #3호기 흡입구 바로 전방에 있는 취수구의 영향으로 강한 회전흐름이 수조내에서 형성되기 때문으로 보여진다.
4) 보텍스의 발생은 펌프 소음발생, 임펠러 수명 및 성능에 나쁜 영향을 주기 때문에 반드시 Anti Vortex Device를 설치하여 보텍스의 발생을 저감시켜야 한다.(‘04.11.12 현재 현장실험 중에 있음)

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