수계소화시스템 버터플라이 밸브의 성능해석에 관한 연구

A Study on the Performance Analysis of Butterfly Valve in Water Fire Extinguishing System

  • 이동명 (경민대학 소방안전시스템과)
  • 발행 : 2007.09.30

초록

수계소화시스템 버터플라이 밸브의 성능해석에 대한 연구를 수행하였다. 버터플라이 밸브의 성능해석으로는 토크특성, 압력손실과 캐비테이션을 고찰하였다. 밸브의 토크특성은 토크 이론식에 밸브 디스크의 개도각이 보정되었고, 보정식이 추가되었다. 밸브의 열림각에 대한 압력손실계수는 Carnot 방정식을 응용하여 수식화하였다. 버터플라이 밸브의 토크특성, 압력손실과 캐비테이션은 디스크의 두께와 직경 비에 대해 해석하였다. 캐비테이션은 밸브의 압력손실계수로부터 해석하였다. 압력손실과 캐비테이션 해석은 밸브의 열림각에 대한 두께 비의 변화에 따라 수행하였다. 이들 해석 데이터는 버터플라이 밸브를 개발하는데 필요한 엔지니어링 데이터로 활용하고자 한다.

Performance analysis of the butterfly valve in water fire extinguishing has been carried out. Performance analysis of the butterfly valve are investigated for torque characteristics, pressure loss and cavitations. The torque characteristics of disc are corrected for the angles of attack of valve disc by theoretical torque equation, and correction equation is added. The pressure loss coefficient on opening angle of valve has been formulated by applying the Carnot's equations. The torque characteristics, pressure loss and cavitations of the butterfly valve are analyzed for the ratio of disc thickness to the valve diameter. Cavitations are analyzed from the pressure loss coefficient of valve. The analysis of pressure loss and cavitation has been carried out change of the thickness ratio on opening angle of valve. These analysis data are utilize to necessary engineering data to develope of the butterfly valve.

키워드

참고문헌

  1. S. D. Cohn, 'Performance Analysis of Butterfly Valves', Instruments, Vol. 24, pp.800-884(1951)
  2. T. Sarpkaya, 'Torque and Cavitation Characteristics of Butterfly Valves', ASME J. of Applied Mechanics, Dec. pp.511-518(1961)
  3. M. Obata, N. Satofuka and T. Tanaka, 'Numerical Solution of 2-dimensional Flows Through Butterfly Valve Using Overset Grid Technique', Transections of the JSME, Japen Society of Mechanical Engineering, Vol. 59(B), pp.220-226(1993)
  4. Instrument Society America, 'ANSI/ISA S75.01, Flow Equation for Sizing Control Valves', Instrument Society America, Research Training Park, North Carolina(1985)
  5. Instrument Society America, 'ANSI/ISA S75.02, Flow Equation for Sizing Control Valves', Instrument Society America, Research Training Park, North Carolina(1981)
  6. 이동명, 박승옥, '소화용 버터플라이 밸브 디스크의 토크특성에 관한 연구', 한국화재소방학회, 제16권, 제2호, pp.33-37(2002)
  7. 이동명, 김엽래, '소화용 버터플라이 밸브의 유동특성에 관한 연구', 한국화재소방학회, 제16권, 제4호, pp.59-64(2002)
  8. J. W. Hutchison, 'ISA Handbook of Control Valves', Instrument Socety of America, 2n Edition, pp.123-130(1976)
  9. T. Kimura and K. Ogawa, 'Hydrodynamic Characteristics of a Butterfly Valve-Prediction of Pressure Loss Characteristics', ISA Transaction, Vol. 34, pp.319-326(1995) https://doi.org/10.1016/0019-0578(95)00024-0
  10. H. D. Baumann, 'A Practical Guide for the Cavitation Prevention of Throttling Butterfly Valve', ISA paper 1984-10-C, 1-84-R777(1984)