• 한국가스학회지
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• 제13권2호
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• pp.7-13
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• 2009

관망 내 배관의 간섭 거동에 따른 지하 매설 배관의 영향선 분석을 위하여 실제 환경에 부합 하도록 지하의 상부와 하부에 각각 하수관거와 가스관을 매설하여 유한요소모델을 구현하였으며, 두 배관의 교차 정도에 따라 하부 가스 배관의 영향선을 분석하였다. 하수관거와 가스관은 각각 1.0m와 3.39m의 매설심도를 가지며, 두 배관이 이루는 교차각은 $0{\sim}90^{\circ}$에 대하여 해석을 실시하였다. 본 연구에서는 Ring Deflection과 Bending Stress의 결과로부터, 교차각에 따른 영향선을 분석하였으며, 그 결과 두 배관이 이루는 교차각과 하부 배관의 영향선은 일치함을 알 수 있었다. 따라서 배관의 간섭 거동에 따른 하부 배관의 영향선은 두 배관의 교차각과 깊은 관계가 있다고 판단된다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제66권1호
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• pp.85-96
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• 2018

This study investigates the response of functionally graded (FG) gas pipe under unsteady internal pressure and temperature. The pipe is proposed to be manufactured from FGMs rather than custom carbon steel, to reduce the erosion, corrosion, pressure surge and temperature variation effects caused by conveying of gases. The distribution of material graduations are obeying power and sigmoidal functions varying with the pipe thickness. The sigmoidal distribution is proposed for the 1st time in analysis of FG pipe structure. A Two-dimensional (2D) plane strain problem is proposed to model the pipe cross-section. The Fourier law is applied to describe the heat flux and temperature variation through the pipe thickness. The time variation of internal pressure is described by using exponential-harmonic function. The proposed problem is solved numerically by a two-dimensional (2D) plane strain finite element ABAQUS software. Nine-node isoparametric element is selected. The proposed model is verified with published results. The effects of material graduation, material function, temperature and internal pressures on the response of FG gas pipe are investigated. The coupled temperature and displacement FEM solution is used to find a solution for the stress displacement and temperature fields simultaneously because the thermal and mechanical solutions affected greatly by each other. The obtained results present the applicability of alternative FGM materials rather than classical A106Gr.B steel. According to proposed model and numerical results, the FGM pipe is more effective in natural gas application, especially in eliminating the corrosion, erosion and reduction of stresses.

• 한국안전학회지
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• 제8권4호
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• pp.120-126
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• 1993

This work was carried out to investigate the effects of solid mass flow rate, mean particle diameter and mesh number of screen packing material on minimum carrying velocity, which defined as the superficial gas velocity of the upper limit of chocking phenomenon. Vertical pneumatic conveying was studied on a 4.6cm 1. D. pipe, 180cm in length. Experiments were performed in both the empty and the screen-packed pipe. It was also examined the effect of superficial gas velocity, solid mass flow, mean particle diameter, and mesh number of packing material on pressure drop. Minimum carrying velocity in screen packed-pipe was lower than that in an empty pipe. besides minimum carrying velocity was decreased with increase in mesh number of screen packing material. The pressure drop In vortical packed-pipe was Increased with superficial gas velocity, mean particle diameter, and mesh number of screen packing material.

• 한국가스학회지
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• 제17권5호
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• pp.51-57
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• 2013

최근 들어 다양한 재료 및 제조기술의 개발로 가스관 품질이 향상되어 매설심도를 저심도화 할 수 있는 환경이 조성되고 있다. 또한 선진 외국과 비교하여 국내 매설깊이 기준이 약 50cm 정도 깊은 것으로 조사되어 시공비용, 차량지체비용 등을 고려하였을 때 비효율적인 매설깊이 규정인 것으로 판단된다. 따라서 본 연구에서는 매설깊이 변화(0.8m, 1.0m, 1.2m)에 따른 가스관의 응력 및 변형 거동을 분석하였다. 본 연구에서는 수치해석 및 현장시험을 통하여 매설심도 변화에 따른 가스관(API 5L)의 거동특성을 분석하였다. 분석결과, 매설심도의 감소가 가스관의 응력, 변형 특성에 큰 영향을 미치지 않을 것으로 판단되었다.

• 한국가스학회지
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• 제22권3호
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• pp.13-19
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• 2018

노출배관은 매설배관과 달리 바로 외기에 닿아있음으로 이에 대한 더욱 높은 내구 신뢰성이 요구 된다. 이를 위해 배관 시스템의 설계와 시공 시 명확한 세부 기술기준은 필수적이다. 하지만, 기존의 기술기준은 배관 특성을 고려한 내구성 평가가 되지 않아, 현장에서 많은 의문점을 제기했었다. 따라서, 본 연구를 통해서 기존 세부 기술기준을 개정하여 노출배관의 명확한 내구 안전성 확보방안을 제시하고자 한다.

• 설비공학논문집
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• 제18권11호
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• pp.915-922
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• 2006

Considering heat pipe design principles in fabrication and operational performances, water is one of the most recommended working fluids to make mid to low tempera lure heat pipes. But the conventional water heat pipes might encounter the failure in a cold start-up operation when socked at a chilling temperature lower than the freezing point. If they are subjected to a heat supply for start-up at a temperature around $-20^{\circ}C$, the rate of the vapor flow and the corresponding heat transfer from the evaporator to the condenser is so small that the vapor keeps to stick on the surface of the chilling condenser wall, forming an ice layer, resulting in a liquid deficiency in the evaporator. This kind of problems was resolved by Kang et al. in 2004 by adopting a gas loading heat pipe technology to the conventional water heat pipes. This study was conducted to examine a chilling start-up procedure of gas loading heat pipes by investigating the behaviors of heat pipe wall temperatures. And the thermal resistance of the gas loaded heat pipe that depends on the operating temperatures and heat loads was measured and examined. Two water heat pipes were designed and fabricated for the comparison of performances, one conventional and the other loaded with $N_2$ gas. They were put on start-up test at a heat supply of 30 W after having been socked at an initial temperature around $-20^{\circ}C$. It was observed that the gas loaded one had succeeded in chilling start-up operation.

• 한국가스학회지
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• 제20권5호
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• pp.112-117
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• 2016

국내에서는 연료 가스 배관용 탄소강관으로 KS D 3631의 기준을 따르도록 되어있으며, 탄소강관이 지하에 매설되는 경우 부식을 방지하기 위해 강관에 합성수지로 피복을 한다. 피복은 부식 방지 조치를 하는 것으로 압축된 연료가스를 이송하는데 필요한 강도는 원관인 탄소강관이 그 역할을 수행한다. 따라서 탄소강관에 결함이 발생하였을 때, 그 결함에 따른 강도를 평가하는 것이 중요한데 국내에는 잔존강도를 평가하기 위한 방법이 부족하다. 결국 국외 기준인 DNV RP F101 또는 ASME B31G의 기준에 따라 잔존강도를 평가하는데, 그 결과가 국내 배관에 적용 타당성이 있는지 검증이 부족하며, 85% 이상의 결함에 대해서는 예측 할 수 없다. 따라서 본 연구에서는 KS D 3631의 배관을 이용하여 인위적 결함을 가공하여 잔존강도를 평가하기 위한 실험을 수행하였다. 그 결과 폭에 따라서 일정한 잔존강도의 차이를 보이며, 국내 연료 가스용 배관에는 DNV RP F101이 적합하다는 결론을 도출하였다. 본 연구의 결과는 결함 깊이가 큰 경우에 대한 결과와 타당한 국의 기준을 파악하기 위한 결과를 포함하고 있어, 배관의 잔존강도를 이용한 위험성 평가 등에 유용하게 활용될 것으로 기대한다.

• 한국가스학회지
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• 제15권4호
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• pp.39-43
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• 2011

본 연구에서는 가스배관용 플렉시블 조인트의 응력과 변형거동 특성을 유한요소법으로 해석하였다. 이러한 특성결과는 나선 주름관이나 직각 주름관 및 평면관으로 구성된 플렉시블 조인트의 강도안전성을 고찰할 수 있다. FEM 계산결과에 의하면, 최적의 나선 주름관은 $4.7^{\circ}$의 경사각도와 1.5mm의 주름높이를 갖는 주름관 모델인것으로 나타났다. 또한, $90^{\circ}$의 주름을 갖는 직각 주름관 모델이 경사각도를 갖는 나선 주름관보다는 강도안전성이 더 우수한 것으로 나타났다. 따라서, 주름관의 강도안전성을 높이기 위해서는 주름관의 피치와 곡률반경을 줄이는 것이 바람직함을 알 수 있다.

• 한국공작기계학회:학술대회논문집
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• 한국공작기계학회 1998년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.154-160
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• 1998

This study describes a theoretical and experimental investigation of gas wave propagation in the pipe system. Most calculations of compressible flows in the pipe have been based on the method of characteristics. This technique has propensity to truncate waves and is difficult to apply to non-perfect gas. A method that describes the application of a two-step Lax-Wendroff acheme to solution of the unsteady one-dimentional flow in the pipe was developed. Theoretical calculations using both the method of characteristics and the two-step Lax-Wendroff method are presented including a realistic model for heat transfer and friction processes. In the present work, account is taken of the nonlinear behavior. For sections of parallel pipe, an one dimensional unsteady homentropic analysis is employed, and a numerical solution is obtained with the aid of a digital computer, using the method of characteristics and two-step Lax-Wendroff method. This analysis is then combined with boundary models, based on a quasi-steady flow approach, to give a complete treatment of the flow behavior in the pipe system.

• 한국가스학회지
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• 제24권4호
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• pp.10-17
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• 2020

신뢰도 기반 평가법은 천연가스배관의 기하학적 형상 변화, 기계적 특성, 하중변화 및 운영조건을 평가 인자로 사용하여 천연가스배관의 건전성 평가 관리의 신뢰도를 향상시킬 수 있다. 구조신뢰성 평가 시 배관의 파손확률은 외부하중에 대한 배관재료의 저항성과의 관계에 의해 평가된다. COMREL 프로그램을 사용하여 내압, 열응력 및 굽힘응력과 같은 복합응력에 의한 천연가스배관의 파손확률을 평가했다. 천연가스배관의 파손확률 평가 시 매설깊이는 1.5~30m, 차량바퀴하중은 2.5~20톤, 온도차는 45℃, 운전압력은 6.86MPa 그리고 토양밀도는 1.8kN/㎥를 사용하였다. 천연가스배관의 파손확률은 Von-Mises 응력 기준에 의해 복합응력 하의 최대허용응력 기준으로 평가하였다.