CPVC 배관 동파방지용 열선의 위치 선정을 위한 비정상 열전달 수치해석 (Numerical Analysis of Unsteady Heat Transfer for Location Selection of CPVC Piping)

서지정보

· 발행기관 : 한국화재소방학회
· 수록지 정보 : 한국화재소방학회 논문지 / 29권 / 6호 / 33 ~ 39페이지
· 저자명 : 최명영, 최형권

초록

본 논문에서는 동절기 소방용 CPVC 배관의 동파방지를 위하여 최적의 열선위치를 에너지방정식과 비정상 비압축성Navier-stokes 방정식을 사용하여 수치해석을 수행하였다. CPVC 배관은 탄소강관과 열용량 등 주요 물성에 큰 차이가있어 배관 내 물의 유동에 큰 차이를 보이는 것을 확인할 수 있었다. 물의 자연대류와 CPVC 배관의 열전도가 결합된복합열전달을 해석하였다. 상용코드(Fluent)를 사용하여 혼합 열전달 배관 내 물의 비정상적인 유동과 온도분포를 확인하였다. 소방용 CPVC 배관 단면의 하부에 열선을 설치하는 것이 다른 위치에 설치하는 것보다 시간에 따른 물의 최저온도가 가장 높아서 동파방지에 보다 효과적인 것을 확인하였다.

영어초록

In this paper, a numerical experiment was conducted to find out the optimal location of electrical heat trace for antifreezeof water inside the CPVC pipe for fire protection. The unsteady incompressible Navier-Stokes equations coupledwith energy equation were solved. Since the conduction equation of pipe was coupled with the natural convection ofwater, the analysis of conjugate heat transfer was conducted. A commercial code (ANSYS-FLUENT) based on SIMPLEtypealgorithm was used for investigating the unsteady flows and temperature distributions in water region. From the presentnumerical experiment, it has been found that the vector field of water inside the PVC pipe is opposite to the case ofsteel because of the huge difference of material properties of the two pipes. Furthermore, it was found that the lowest partof the pipe was an optimal position for electrical heat trace since the minimum water temperature of the case was higherthan those of the other cases.

참고자료

· 없음