유체역학 등유 공급 파이프 라인 설계

소개

설계 내용 : 단국대학교 화학공학과 위치에 대용량 공정설비를 설치하였다. 이 설비는 46L/min의 속도로 등유가 소모된다. 등유를 공급할 수 있는 등유저장탱크는 죽전역에 위치해 있다. 귀하는 이 설비를 위한 등유공급 파이프라인을 설치하기 위한 화학공학 엔지니어로 근무하게 되었다. 귀하는 팀원들과의 협력을 통해 죽전역에 위치한 등유저장탱크로부터 등유를 공급하기 위한 펌프와 파이프라인을 설계하고, 결과보고서를 제출하시기 바랍니다. 등유의 성질은 아래의 데이터를 참고하시기 바랍니다.
※ 설계 데이터 : 등유의 밀도 : 50, 점도 3.8 저장탱크의 압력은 대기압, 공정설비 압력은 2기압

유체역학에서 등유 공급 파이프 라인을 설계한 레포트입니다.

목차

1. 서론 : 설계목표

2. 설계내용 및 데이터

3. 본론 : 설계
3.1 설계도
3.2 가정
3.3 데이타 베이스
3.4 고려해야 할 사항
3.5 기본식
3.6 설계

4. 제한요소 평가
4.1 설계 경제성
4.2 설계 안정성
4.3 설계 신뢰성 및 실행가능성

5. 결론 : 설계평가

6. 참고문헌

본문내용

우리가 설계한 이 파이프라인은 일단 땅 밑에 설치하는 것이라 공사비용과 인력이 많이 든다. 그러나 도면 위로 설치하였을 경우에는 땅 위 건물배치 때문에 직선으로 연결할 수가 없어 고려 요소가 많고, 계절에 따른 온도차이로 인해 등유의 밀도가 변하여 정확한 유량 값을 얻어 내기가 힘들다. 도면 밑 10m 지점에 설치했을 경우에 이러한 요소는 해소 될 수 있다. 즉 목표점까지 직선으로 연결할 수 있고 온도차이도 심하지 않아 무시할 정도이다.
설계의 비용에 대해 평가하면 선택한 파이프와 펌프는 엑셀의 스프레드시트를 이용한 여러 가능성을 검토하여 가장 경제적이고 성능이 우수한 것을 선정하였다. 비록 인건비 변화에 따른 추가적인 요소가 가미되어야 하겠지만 평균적인 가격으로 계산하였다. 이 설계가 직접적인 실행에 옮기려면 사무실에 설치된 공정설비가 가치창출이 커야 한다. 설계비용만 7 - 8억이 드는 규모가 큰 공사가 이루어지려면 이 공정으로 인해 그것보다 큰 수익을 얻을 수 있어야 한다. 만약 이 설계로 인해 보수작업 없이 10년을 지속 시킬 수 있다면 이 공정으로 연간 1억원 이상의 순 수익을 얻어야 가치가 있는 설계라고 할 수 있겠다.
설계의 이론적인 면을 평가하면 직선거리로 짧은 거리가 아닌 1.8km의 파이프라인이므로 마찰인자 F의 요소가 크게 작용 할 것이다. 이것을 정확히 계산하는 것이 어려운 작업인데 우리가 설계한 프로젝트는 이 요소를 비교적 정확히 고려했다는 것이 차별화 된다. 또한 실제 있을 수 있는 오차율을 고려해 필요한 46L/min 보다 더 큰 50L/min 으로 설계하여 (즉, 오차율 범위 8.7%) 보다 신빙성이 있다. 여러 면을 고려하여 이 설계는 실행 가능성이 있는 프로젝트라 생각 되고 장기적인 공정설비라면 선택가능하다고 판단된다.

참고자료

· 화학공학 유체 역학(아진) - 김민찬, 윤도영 공역
· 화학공정설계(아진) - 이문용, 정재학 공역
· 동원펌프(주) http://www.pumpcenter.co.kr/mall/index.php
· 구글 어스싸이트