• 상하수도학회지
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• 제21권4호
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• pp.421-428
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• 2007

Many engineering problems on the pipeline flow use continuity, energy, friction loss head equation. To calculate friction loss head in a pipeline, Darcy-Weisbach and many average velocity equations can be used and Hazen-Williams equation is used frequently in the pipe network for the water supply systems. Darcy-Weisbach equation is a general one acquired from applying Bernoulli's equation in the pipeline flow and Hazen-Williams equation is a experimental one in case that pipe velocity is below 3m/sec and pipe diameter is over 50mm. In this study, comparing Darcy-Weisbach with Hazen-Williams equation, relation f and C that are expressed as roughness coefficients of those equations is explained. Next, head losses calculated from using those equations are compared and those are applied in realistic pipelines. Comparing f with C, the f is decreasing linearly according to increase of the Reynolds number Re and increasing in case the C is decreasing. additionally, the C is increasing up to a point and then is decreasing according to increase of the Re. Next, the C is increasing and Re's range for increase of the C lengthens in case of decreasing of the relative roughness ${\varepsilon}/d$. Comparing head losses acquired from the two equations, head loss appears large in case that the C is decreasing and the ${\varepsilon}/d$ is increasing. additionally, Head loss calculated by the Darcy-Weisbach equation varies larger than one by Hazen-Williams equation in regard of the Re. Next, change aspect of head loss acquired by the C is distinguished more clearly than the one by the ${\varepsilon}/d$.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2004년도 학술발표회
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• pp.1464-1468
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• 2004

누후된 상수도 관망의 최적개량 계획수립을 위하여 많은 모형들이 개발되었으며, 이러한 모형들은 수리학적 타당성을 비롯한 다양한 인자들을 복합적으로 고려한다. 관망의 수리학적 타당성을 검토하기 위해서는 관망해석을 통해 절점 압력변화 등이 계획기간동안 만족되어야 하며, 이를 위해서는 관거의 노후정도에 따라 변하는 Hazen-Williams C상수의 변화를 고려하여야 한다. 그러나 Hazen-Williams C상수의 변화는 관거의 매설지역, 통수년수, 수질 등과 같은 여러 가지 복합적인 인자에 의해 차이가 있으며 실제 유량 및 압력자료 등에 대한 조사에 의해 매설된 관거의 C상수를 추정하여야 한다. 그러나, 내상 지역의 모든 관거에 대하여 유량과 압력을 조사하는 것은 경제적인 문제를 비롯한 여러 가지 이유로 불가능하므로 본 연구에서는 실측된 몇몇 지점의 유량 및 압력 변화에 따라 대상지역에 매설된 관거의 C상수 변화를 추정하는 알고리즘을 제시하였다.

• 상하수도학회지
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• 제29권6호
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• pp.659-666
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• 2015

In this study, Hazen-Williams C value of pipes in wide waterworks system was estimated and statistically analyzed. Hazen-Williams C value of water pipe was predicted after 20 years of service period. From the results, it was found that C value of water pipe for treated water maintained higher value of 110 after 20 years of installation. Furthermore, it was found that velocity coefficients of steel pipe for less than and more than 20 years of installation were 117.7 and 109.3, respectively. C value of ductile iron pipe for less than and more than 20 years of installation were 118.1 and 114.2, respectively. In this study, it was also found that small value of C is used in the design of water pipe system. Therefore, excessively bigger size of pipe can be determined in the design of water pipe system. From the results of present study, optimum value of C can be used to avoid the oversized design of water pipe system.

• 물과 미래
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• 제29권4호
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• pp.223-231
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• 1996

보다 효율적인 관로운영에 필수적인 통수능 변화 및 영향인자 산정을 위하여 국내 도송수강관에 대하여 124개의 Hazen Williams및 Darcy-Weisbach 마찰계수를 실측, 분석하였다. 그 결과 국내 도송수강관은 국외의 마찰계수 변화형태와 유사한 경향을 보이며 관경이 클수록 (Diameter>1100mm) 통수능은 관령에 많은 영향을 받으나 관경이 작을수록 관경과 관령에 동시에 영향을 받는다는 사실을 알았다. 또한 Hazen Williams의 C 값은 외국에 비해 약 5-10 정도 작은 것으로 나타났으며, 조도높이의 성장률은 약 0.41 mm/년으로 관의 통수능이 외국에 비해 빨리 저하한다는 사실이 밝혀져 그 원인 파악 및 통수능 산정기준을 재 검토해야 할 것으로 판단되었다. For the most efficient operation of water mains, 124 head losses in domestic water supply steel mains were measured to provide the values of friction coefficient and the variable affecting the deterioration rate of Hazen Williams' and Darcy-Weisbach's friction coefficient. The experimental results show that pipe age is governing the friction coefficient of large mains (Diameter > 1100 mm). On the other hands, pipe age and pipe diameter are affecting the variation of carrying capacity for small mains (Diameter < 1100 mm). The friction coefficient of water mains in foreign countries is higher than that in Korea by about 5 to 10 in Hazen Williams' C value. The growing rate of roughness height of domestic water main is about 0.41 mm/year which is higher than the average of United States of America. So further study is required to find out what causes the serious deterioration rate.

• 상하수도학회지
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• 제30권2호
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• pp.197-206
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• 2016

Although the Hazen-Williams C factors are very important in the design, operation, and maintenance of water supply pipes, sufficient studies for them have been not reported in korea, which are based on experiments or measured data. Because of this, we have estimated C factors by measurement considering constraints in time precise safety diagnosis for multi-regional water supply system were performed. In this study, we confirmed constraints and variables characteristics of Hazen-Williams equation, and collected reliable C factors data of 174 by measurement, and analyzed their characteristics. According to collected data, the average value is 115.35, which is almost equal to the value of design standard or a little higher than it in korea. Also, among the equations suggested to determine C factor in the past, the C factors calculated by Sharp and Walski equation was closest to them in this study. In addition, to analyze collected C factors, use year and pipe diameter having high correlation with them were respectively divided into there categories. Analysis results showed that C factors evidently decreases depending on increases in use year, on the other hand, size of pipe diameter is proportional to value of them. In conclusion, this research showing evaluation and characteristics for C factors based on measured data will be used as practical reference in determining C factor in multi-regional water supply systems at a later date.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2019년도 학술발표회
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• pp.239-239
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• 2019

상수도시설 중 배수관망시설은 해당 지역의 영향을 민감하게 받는 시설이므로 설계시 해당시설의 특성을 충분히 고려해야 한다. 배수시설은 설치된 해당지역에 따라 그 특성이 매우 다르기 때문에, 설계지표 또한 해당 도시마다 다르게 설정될 수 있다. 도시의 규모가 크거나, 그 특성이 해당 구역에 따라 다른 경우에는 같은 도시의 경우라도 대상구역에 따라 다른 지표를 사용하는 경우도 있다. 따라서 이런 상수도관망의 설계 및 관리를 위해서는 장기간 현장여건에 맞는 관측자료를 통한 정밀한 수리분석이 요구되며 국내의 경우 일반적으로 Hazen-Williams 공식을 사용하고, 이때 관내면의 마찰손실계수 C는 유속계수라 한다. 이러한 유속계수는 상수관로의 물리적 특성을 나타내며 관로 내의 흐름해석, 펌프 및 관로의 설계, 최적 운영 방안, 통수능력 및 관 노후도 평가 등에 사용되거나 영향을 미치는 중요한 요소라 평가되고 있다. 또한 다수의 현장 관측 자료를 확보하여도 분기 구간과 펌프 및 밸브 등으로 인한 손실 등의 오차가 발생하므로 유속계수 산정 시 발생되는 많은 오차들을 줄여 보다 신뢰성 있는 유속계수를 산정해야 하고, 현장 관측 자료를 이용하여 유속계수를 산정하기 어려운 구간에 대해서는 관망해석 모델링을 통하여 결정하고 있다. 본 연구에서는 전주권 광역상수도의 계통 특성에 맞는 관로의 유속계수를 결정하기 위해 관리주체에서 기존에 설치한 수압계와 유량계 및 관망도를 이용하여 기초자료를 수집하고 Hazen-Williams 공식을 이용하여 유속계수를 산정하였다. 계산된 상수관로 유속계수는 전주시의 10개 계통에서 최소 107.06, 최대 145.02, 평균 127로 계산되었으며, 유속계수에 영향을 미치는 물리적 요소들의 관계를 파악하고자 상관성 분석 실행하였다. 그 결과 관경과 경과년수의 상관계수 R은 0.011 관경과 유속계수의 상관계수는 -0.009로 두변수간의 상관성이 거의 없고, 경과년수와 유속계수의 상관계수는 -0.776로 음의 상관성을 갖는 것으로 분석되었다. 이와 같이 제시한 유속계수는 해당 지역의 참고자료나 기준으로서 활용할 수 있을 것으로 판단되며 비 대상 지역에서도 현장자료가 부족한 곳의 유속계수를 산정할 경우 보다 신뢰성 있게 유속계수를 산정할 수 있는 방법을 제시하고자 한다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제49권5호
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• pp.399-410
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• 2016

유속계수는 상수도 설계, 운영, 유지관리 등의 과정에서 항상 현장 실정이 고려된 값이 사용되어야 한다. 본 연구는 광역상수도 정밀안전진단 과정에서의 174개 실측자료를 바탕으로 유속계수와 주요 인자 간의 관계를 통계적 기법을 활용하여 분석하였다. 이들 관계를 분석하기 위해서 교차분석, 일원배치 분산분석, 상관분석 등을 수행하였으며, 그 결과 유속계수와 사용년수 및 관경이 높은 상관관계를 나타내고 여러 범주형 자료 형태 영향인자 중에 내부도장재가 상대적으로 유속계수에 많은 영향을 주는 것으로 검토되었다. 반면 다중회귀분석의 결과에서는 사용년수, 관경 및 수종이 중요한 영향인자인 것으로 검토되었다. 군집분석 결과, 유속계수는 기본적으로 사용년수 약 20년, 관경 1500mm를 기준으로 분류되는 경향이 있었으며, 유속계수는 전반적으로 사용년수에 많은 영향은 받으나 대구경 관에서는 상대적으로 사용년수보다 관경에 많은 영향을 받는 것으로 검토되었다. 마지막으로 본 연구에서는 회귀분석과 군집분석을 사용하여 유속계수 산정식들을 제안하였으며, 이러한 추정식들은 추후 광역상수도의 유속계수 결정 및 사용 시에 판단기준이 될 수 있을 것으로 판단된다.

• 상하수도학회지
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• 제30권6호
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• pp.725-736
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• 2016

There is a growing concern on the improvement of water distribution pipeline for multi-regional water supply system in Korea along with its aging infrastructure. Rehabilitation of large diameter pipeline is more efficient in cost and time compared to replacement with trenching. The procedure for rehabilitation are diagnosis, cleaning, spraying coating material, and final inspection. The internal state of pipeline was carefully diagnosed and got C grade, which required rehabilitation. We found that 17,274,787,000 Korean won could be saved after pipe surface coating because of increased C coefficient of Hazen-Williams equation. Optimal coating material was D polyurea. We also found optimal distance between spraying nozzle and pipe wall to be 70 - 80 cm, which were critical factors for coating quality. This study also illustrated the time for spray drying to be more than 30 min. These results could be used in the quality control process during rehabilitation of aged pipelines.

• Journal of Biosystems Engineering
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• 제4권2호
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• pp.46-52
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• 1979

The water delivery hose for agricultural pump is getting popular in rural areas in korea. Friction head loss, discharge, and power requirements were measured in various discharge for different material and diameter of hose to get basic data for economical use in agricultural pump. The results attained in this study were as follows ; 1. Friction head loss increased significantly as the velocity increased, and the difference of velocity between the different diameter of hose was bigger than that between materials, which was resulted in the increase of the friction head loss. 2. Friction head loss in the case of that the velocity with 2m/sec was constant was about 3.53 to 4.01 m/100m in the diameter 3" and about 2.30 to 3.10 m/100m in the diameter 4". Material A of diameter 3" showed the maximum value 8.4m/100m in Reynolds number $2.0\times10^5$, 4" got the minimum value 2.24m/100m, the difference between these values was bigger than 6m per 100 meters in the friction head loss. 3. Darcy-Weisbach formular with friction coefficient [f] calculated by Nikurades formular in the smooth pipe or with friction coefficient [f] calculated on the base of C value 125 in Hazen-Williams formular was available in friction head loss of the water discharger hose in rural areas. 4. Total head increased as friction head loss increased , meanwhile total discharge decreased, and 20 percents of energy was more saved in Material C 4″pipe than Material A 3″pipe in the view point from the discharge per unit power requirement, this phenomenon suggested that long distance pipe would be advantage in larger diameter pipe for save of energy. for save of energy.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권11호
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• pp.355-362
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• 2016

배관 내에 유체가 흐를 때 사용되는 유체의 물리 화학적 성질에 따라 배관재질이 선택이 결정된다. 수계소화설비에 사용하는 유체는 대부분 물을 사용하므로 물속에 용해된 각종 이물질들은 관 벽에 스케일을 발생시키고 부식 및 배관 노후화를 촉진하여 마찰손실을 증가시켜 펌프의 효율을 저하시킨다. 이러한 요인을 가져오는 강관의 대체가능한 CPVC 배관은 부식에 강하고, 매끄러운 조도를 가지고 있어서 유체이송능력이 뛰어나고 배관무게가 가볍고 접착제결합 방식의 배관작업으로 시공성이 우수한 점을 들 수 있다. 그래서 설계 및 시공단계에서 마찰손실을 줄이기 위해 Hazen-Williams식을 CPVC(Chlorinated Poly-Vinyl Chloride)배관에 적용하여 조도계수에 따라 마찰손실을 조사하였다. 실제 아파트 현장에서의 적용사례를 통해 조도계수의 차이에 따라 손실수두를 조사한 결과 조도계수의 수치가 120인 강관일 때 마찰손실은 76.64MPa이고 150인 CPVC배관일 때 마찰손실은 50.72 MPa로서 34% 정도의 마찰손실이 개선되었음을 확인하였다. 또한 시공비 절감차원에서는 강관으로 시공할 때 1,585,158원이고 CPVC배관으로 시공 시에는 931,842원으로 41%정도의 시공비가 절감되는 것을 확인하여 전체 설비용량의 감소로 인한 소화시스템의 안정성 향상 및 시공비를 절감할 수 있는 것을 알 수 있었다.