[수리학 9장] 수격작용

소개

수업시간에 사용하고 있는 PPT입니다.

목차

9. 수격작용
9.1 관로내의 압력파
9.2 급폐색과 완폐색
9.3 부분폐색
9.4 수격작용의 기본식
9.5 수압조절수조
9.6 Surging의 기본식

본문내용

수리학(HYDRAULICS)
9장, 수격작용
9. 수격작용
- 수격작용은 관수로 흐름 중 부정류의 예로 괴도수리현상.
- 괴도수리현상이란?
관로 시스템에서 관로내의 흐름이 정류상태에서 짧은 시간
동안 부정류 상태를 거쳐 다시 정류상태로 변화되는 현상을 말한다.
- 수격작용은?
압력파가 물과 관로의 탄성으로 결정되는 일정한 전파속도
c 로 관로를 왕복하여 관재료에 충격을 주는 현상.
▶수력발전시 터빈의 시동 등으로 밸브를 갑자기 열 때
9. 수격작용
9.1 관로내의 압력파
① 관내를 정상류로 흐르고 있는 물을 말단의 밸브를 조작하여 순간적으로 폐색시키면 밸브에 접한 물의 속도는 “0”이 된다.
②실제로 물의 압축성이나 관벽의 탄성을 고려해 순간적인 유속변화 에 의하여 발생되는 압력변화 만큼 압력이 상승된 채 상류로 전파하게 된다.
③ 급상승된 압력은 상류의 저수지, 즉 관입구에 도달하는 순간 저수지에 흡수되어 압력은 작아진다.
④ 저하된 압력상태가 다시 하류쪽으로 전파되고 밸브 위치에 도달하면 이와 같은 상태가 가시 상류로 전달되어 압력파의 왕복현상이 발생하는 것이다.
9.1 관로내의 압력파
▶그림 (9-2) 밸브를 순간적으로 폐색하는 경우의 압력파의 왕복현상
9.1 관로내의 압력파
그림에서 수격작용의 주기가 임을 알 수 있다.
이러한 현상은 관로에 마찰손실이 없다면 계속 반복 될 것이다.
9.2 급폐색과 완폐색
- 순간적인 유속변화 에 의하여 일어나는 압력변화
의 선단이 어느 시각에 A 단면에 있다고 가정하자.
- 시각 후에 수격파는 A 에서 만큼 상류에 있는
B 단면까지 전해지므로 이 AB 부분에 대하여 마찰을
무시하고 Newton 의 제2법칙 에 대입하면,
9.2 급폐색과 완폐색
- 윗 식을 정리하면
- 이므로
- 이 압력변화는 관의 길이를 l 이라 할 때
t=l/c 후에는 관의 입구에 도달하지만 수위 일정하게 유지,
반사파 작용으로 t=2l/c 후에 밸브위치에 도달한다.

참고자료

· 수업시간에 사용하고 있는 책을 요약 정리한 것입니다.