선박용 가스엔진의 배기관 고압용 릴리프밸브 유체-구조 연성해석 (Fluid-structure Interaction Analysis Method for High Pressure Relief Valve in Exhaust Pipe of Marine Gas Engine)

서지정보

· 발행기관 : 한국에너지학회
· 수록지 정보 : 에너지공학 / 30권 / 3호 / 56 ~ 62페이지
· 저자명 : 이석영, 박지헌

초록

본 연구에서는 선박용 가스엔진의 고압용 릴리프 밸브에 대한 내구성 검증을 위해 유체-구조 연성해석 기법을 적용하였다. 엔진 배기관의 내부에서 폭발가스에 의해서 생성되는 유동장을 정상상태로 가정하였다. 그리고 유 동해석의 결과값을 구조해석의 입력값과 연계시켜 해석을 진행하였다. 구조해석 방법은 응력과 피로 수명 해석 까지 진행하여 내구성 검증에 대한 신뢰를 높였다. 배기관내 가스의 폭발로 생성된 유동에 의한 압력이 디스크 에 하중으로 작용하면서 디스크와 접촉되는 스프링, 상부 커버 등에 커다란 응력을 발생시켰다. 부품별로 응력을 분석한 결과, 연결볼트를 감싸는 슬리부와 상부 커버에서 가장 취약하게 나타났다. 피로수명 해석을 통해 릴리프 밸브가 허용되는 배기관내의 폭발압력을 예측한 결과, 안전율 2를 기준으로 정했을 때 폭발압력이 1MPa까지 가능하였다.

영어초록

In this study, the fluid-structure interaction analysis technique was applied to verify the durability of high-pressure relief valves for marine gas engines. The flow field generated by the explosive gas inside the engine exhaust pipe was assumed to be a steady state. Then, the results of the flow analysis were linked with the input values of the structural analysis to proceed with the analysis. Structural analysis method proceeded to stress and fatigue life analysis to increase confidence in durability verification. The pressure caused by the flow generated by the explosion of gas in the exhaust pipe acts as a load on the disk, generating great stress on the spring and upper cover that come into contact with the disk. As a result of analyzing the stress for each part, it was found that the sleeve surrounding the connecting bolt and the upper cover were the most vulnerable. As a result of predicting the explosion pressure in the exhaust pipe where the relief valve is allowed through fatigue life analysis, when the safety factor of 2 was set as the standard, the explosion pressure was possible up to 1 MPa.

참고자료

· 없음