최근에는 비교적 많은 종류의 배관망해석 프로그램이 개발되어 사용되고 있
비록 “FHC04”가 워터미스트시스템에 적용하기에는 부적절하지만, 본 연구에 서 SIS를 이용하여 개발한 전산프로그램을 검증을 위해서는 충분히 사용할 수 있다. 따라서 본 연구에서 개발한 프로그램에 유동산실 산정식으로
Hazen-Williams식으로 사용하고, 동일한 입력자료를 입력하여 계산결과를 비교
하였다. 또한 관부착품의 등가길이는 “FHC04”가 어떠한 값을 사용하였는지 불분명하여 “FHC04”의 계산결과서에 표시되어 있는 등가길이의 값을 동일하 게 적용하였다.
또한 Hazen-Williams식과 Darcy-Weisbach식의 비교를 위하여 본 연구에서 개발한 프로그램의 유동산실 산정식을 Darcy-Weisbach식으로 하고, 관부착품 의 등가길이를 Table 2-4로 주어진 값으로 하였을때와의 계산결과를 비교하여 보았다.
DOWN 15A
THIS NOZZLE POSITION IS BOILER BURNER POINT
THIS NOZZLE POSITION IS INCINERATOR BURNER POINT
9
8
BOILER
INCINERATOR
Fig. 3-8 Nozzle arrangement in 2nd deck of engine room
UP 15A DOWN 25A DOWN 40A
DOWN 15A
5 6
4
1
3
2
NO.2 GEN. SET
NO.1 GEN. SET NO.3 GEN. SET
NO.4 GEN. SET NO.5 GEN. SET
MAIN ENGINE
Fig. 3-9 Nozzle arrangement in 3rd deck of engine room
UP 25A UP 40A
UP 15A
7
WATER MIST SYSTEM PUMP & VALVE UNIT
PURIFIERS
Fig. 3-10 Nozzle arrangement in 4th deck of engine room
Fig. 3-11 Isometric diagram of water mist system for main engine
Applied standard for type approval IMO MSC/Circ.913
K-factor of the nozzle 4.76
Max horizontal nozzle spacing 4 m × 4 m Min. operating pressure at nozzle 7.5 bar
Min./Max. vertical distance from fire hazards 0.5 m / 17 m
Protected fire hazards
- Main Enigne - Generator Engine - Boiler Burner - Incinerator Burner - H.F.O Purifier
Applied ship 13100 Teu Class
Container Ship Table 3-6 Specification of water mist system and on-board ship
Node ND Sch. Length
Node ND Sch. Length
Node K Factor
FHC04 SIS(H-W)* Error
Q(lpm) P(bar) Q(lpm) P(bar) Q P
18 4.76 13.30 7.799 13.3 7.802 0.000% 0.038%
* The pressure loss was calculated by Hazen-Williams equation Table 3-8 Comparison of calculated results
Node K Factor
FHC04 SIS(Darcy)* Error
Q(lpm) P(bar) Q(lpm) P(bar) Q P
18 4.76 13.30 7.799 15.28 10.302 12.958% 24.296%
* The pressure loss was calculated by Darcy-Weisbach equation Table 3-9 Comparison of calculated results
Node
Node
Node
Table 3-11 Calculated results by SIS(by Hazen-Williams equation)
Node
Node
Table 3-12 Calculated results by SIS(by Darcy-Weisbach equation)
Node
Table 3-6은 계산을 위해 입력된 입력 Data이고, Table 3-8과 Table 3-9는
며, 워터미스트노즐의 유량에서는 약 13%, 압력에서는 약 25% 정도의 차이를 나타내었다. 또한 펌프 출구단에서의 요구되는 유량과 압력 즉, 1번 노우드에 서의 유량과 압력을 비교하면, “FHC04”의 계산결과는 290.0 liter/min 및 11.096 bar이고, Darcy-Weisbach 식을 이용한 SIS의 계산결과는 334.2 liter/min 및 14.1 bar이다. 1번 노우드에서의 “FHC04”의 계산결과는 Darcy-Weisbach 식을 이용한 SIS의 계산결과에 비해 유량은 약 86.8%, 압력 은 약 78.7% 정도의 수준이다. 이는 “FHC04”와 같이 Hazen-Williams 식을 이용한 배관망해석 프로그램은 Darcy-Weisbach 식을 이용한 배관망해석 프로 그램에 비해 압력손실을 작게 평가하여 요구되는 펌프의 용량을 작게 산정한 다는 것을 의미하며, 실제로 설치되는 워터미스트노즐에서의 실제 분사압력이 낮아져 워터미스트시스템이 최소소화성능을 발휘하지 못할 가능성이 높아진다 는 것을 의미한다. 참고로 Darcy-Weisbach 식을 이용한 배관망해석 프로그램 은 유체의 밀도가 995.4kg/m3, 점도가 7.4×10-4Pa․sec인 조건으로 계산을 수행 하였다.
제 제 제
와 안개를 상상하면 쉽게 이해할 수 있다.
따라서 워터미스트시스템은 개발에 많은 시간과 비용이 필요하기 때문에 관
직경을 계측하는 등의 실험적 연구[32],[33]도 많이 진행되었으며, 워터미스트시 스템을 이용한 소화성능을 측정하기 위한 연구[34],[35],[36]가 다양하게 진행되어 왔다.
하지만, 이러한 연구들이 특정한 워터미스트노즐이나 워터미스트시스템에 대 한 연구들이어서 워터미스트노즐의 형태와 분사압력에 따른 워터미스트의 유동 과 워터미스트 크기의 상관관계를 고찰한 연구는 아직 수행되지 않았다. 본 연 구에서는 워터미스트노즐에서의 분사압력과 형상에 따른 워터미스트의 유동과 워터미스트 크기의 상관관계를 규명하기 위해 CFD해석을 수행하였다.