Grooved Joint를 사용한 도로터널 소화배관의 Groove에 의한 압력손실 효과 분석 - 김병국; 김현정 (설비공학 논문집, 2024)
본 연구에서는 설계 실무집별로 상이한 Groove joint 접합에서 Groove에 의한 압력손실을 직경별(100A~300A), 유속별(1 m/s~4 m/s)로 변화시키며 3차원 수치해석 기법을 이용하여 얻은 결과를 정량적으로 비교․분석해 보았다. 직관에 사용된 Groove에 의한 직경별 등가길이는 0.209 m~0.381 m로 나타났으며 엘보, 티이, 밸브류 등과 같은 관부속품의 접합을 위해 사용되는 Groove의 경우 두 가지 Fitting이 존재할 때 앞선 Fitting에 의해 두 번째 Fitting에 의한 압력손실이 감소하므로 Groove의 경우 유발되는 압력손실은 이보다 더 적을 것으로 판단된다.(7) 이를 통해 일반적인 건축물의 배관설비의 경우 Grooved joint에 의한 압력손실은 무시해도 무방할 것으로 생각되지만, 터널 소화 설비와 같이 직관의 접합을 위한 Grooved Joint가 매 6 m마다 계속해서 설치될 경우 직관에 사용되는 Grooved joint 수량이 매우 많아져 압력손실에 대한 고려가 필요할 것으로 판단된다. 개략적인 계산 방법으로는 전체 평균 등가길이인 0.292 m≒0.3 m를 1본당 길이인 6 m로 나눈 0.05라는 계수를 이용하여 직관 손실에 5%에 해당하는 압력손실을 추가로 고려해 주는 방법이 있으며 정밀할 계산 방법으로는 소화배관 압력손실 계산 시 Table 5에 제시한 배관 규격벽, 유속별 Grooved joint의 수량을 일일이 산출하여 등가길이를 곱하는 것이 정확한 계산 방법이다. 앞서 언급한 터널 소화 설비 뿐만 아니라 배관 계통의 압력손실을 정밀하게 계산해야 하거나 공급 압력이 부족할 시 큰 문제를 야기하는 설비의 경우 Groove에 의한 압력손실을 고려하여 전체적인 공급 압력을 높게 계산하는 것이 바람직할 것으로 판단된다. Groove 형상은 KS 규격에서 제시하는 치수로서 각진 형태로 모델링 하였으나 배관 내 실제 Groove의 형상은 제조사마다 다르며 형상이 곡선의 형태이기 때문에 관련된 연구가 필요할 것으로 예상된다.
Keywords: 등가길이; 그루브; 그루브조인트; 압력손실; 도로터널 소화배관; Equivalent length; Groove; Grooved joint; Pressure loss; Road tunnel fire piping