정수공정에서 활용되고 있는 유공관의 일반적인 기능은 균등한 압력으로 일정한 유량을 유출시키는 것이다. 정수공정에서 유공관이 여러 공정에서 활용되고 있음에도 불구하고 유공관 설계에 대한 일반적인 설계인자가 없는 실정이며 따라서 본 연구에서는 전산유체역학적(Computational Fluid Dynamics) 기법을 활용하여 정수공정에 활용되고 있는 유공관 설계인자를 도출하고자 하였다. 유공관 유출량의 균등성은 유공관 표면적 대비 전체 유공단면적 합의 비가 작아질수록 향상되는 경향을 보인다. 즉 유공 면적비가 작아질수록 유출 균등성은 그에 비례하여 향상되며 또한 동일한 면적비에서 유공의 개수가 증가할수록 유출량 균등성은 향상된다. 특히 유공관의 직경에 해당하는 길이 당 2개의 유공(2/D)을 배치하는 경우가 균등성의 향상 폭이 가장 크며 또한 압력 강하 값이 가장 적어 수리학적으로 가장 유리한 유공 개수이다. 유공관 유입 유속이 작고(약 0.06 m/s), 유공관 길이가 길어질수록 유출량은 전단에서 후단으로 갈수록 감소하며 반대로 유공관 유입 유속이 크고 (3 m/s) 유공관이 길어지면 유출량은 후단으로 갈수록 증가하는 경향을 보인다.
Role of the perforated pipe is to drain the water with equal pressure and velocity through the holes of perforated pipe. The perforated pipe is being used in many processes of water treatment system, however, the design parameter of perforated pipe is not standardized in korea. In this study, we have found the design parameter of perforated pipe in the water treatment system using the Computational Fluid Dynamics (CFD). The uniformity of outflow from the perforated pipe is directly affected according to area ratio (gross area of holes/surface area of the perforated pipe). In other words, the uniformity of outflow is improved as area ratio is smaller. Also, at the same area ratio, the uniformity of outflow is improved as number of holes is increase. Specially, in case of the two holes per length of pipe diameter (2/D) shows the most uniformity of outflow and the best hydraulic with the smaller pressure drop. When the inlet velocity of pipe is about 0.06m/sec, the flux of pipe has decreased as from front to backward. When the inlet velocity is 3 m/s, the flux of pipe has increased as from front to backward.
