유체 유발 진동

유체 유발 진동 (Flow Induced Vibration, FIV)

배관 진동(Pipe Vibration), 고유진동수 (Natural Frequency), LOF (Likelihood of Failure), 난류 (Turbulence)

배관 내 유체가 흐를 경우, 배관 불연속(Pipe Discontinuity) 구간의 기하학적 형상에 따라 난류(Turbulence)가 발생합니다. 이너턴스(INERTANCE)에서는 난류에 의한 배관의 유체 유발 진동(Flow Induced Vibration, FIV)을 검토하기 위한 정량적인 평가를 Energy Institute Guideline에 따라 수행하고 있습니다. 또한, 진동 제어를 위한 배관 설계 검토로 배관의 고유진동수(Natural Frequency) 및 Support 위치, 진동 진폭(Vibration Amplitude)에 대한 하모닉 해석(Harmonic Analysis) 등을 수행하고 있습니다.

[진동 제어를 위한 배관 설계 검토]

배관 유체 난류(Flow Induced Turbulence)에 의한 진동 주파수(Frequency)는 100 Hz 이하에서 주로 발생되며, 배관 Support 위치 검토와 함께 고유진동수, 진동 진폭과 스트레스(Stress) 크기를 함께 검토하게 됩니다.

[유체 유발 진동에 대한 유한 요소 해석]

배관 진동 원인 및 평가

배관의 유체 흐름에 의한 진동 원인(Vibration Root Cause)을 아래와 같이 구분하여 정량적(Quantitative Assessment)으로 평가하고 있습니다. 검토 결과에 대한 정량적인 평가는 LOF Value (Likelihood of Failure)를 이용하여 수치화하고 있습니다.

배관 진동 평가

[배관 진동 평가]

  • 유체 유발 난류 (Flow induced turbulence)
  • 기계 진동 (Mechanical excitation)
  • 맥동 (Pulsation from positive displacement pumps and compressors)
  • 고주파 음향 가진 (High frequency acoustic excitation)
  • 서지, 수충격 (Surge/Momentum changes due to valve operation)
  • 캐비테이션 (Cavitation and Flashing)

[배관 진동 원인 분석]

배관 고유진동수 분석 (Pipe Natural Frequency, Modal Analysis)

아래 그림과 같이 배관 시스템의 유한 요소 해석(Finite Element Analysis)을 통하여 고유진동수(Natural Frequency)와 모드 형상(Mode Shape)을 이해할 수 있으며, 진동 가진원(Vibration Excitation)의 주파수를 회피하기 위한 추가 배관 Support 등을 설계에 적용하게 됩니다.

[배관 고유진동수, Natural Frequency]

핵심 키워드

  • 유체 유발 진동 (Flow Induced Vibration, FIV)
  • 배관 고유진동수 (Pipe Natural Frequency)
  • 유한 요소 해석 (Finite Element Analysis, FEA)
  • Energy Institute Guideline
  • LOF, Likelihood of Failure
  • Flow Induced Turbulence

유사 사업 영역

주식회사 이너턴스(INERTANCE)는 소음 진동 엔지니어링 업체로서 상기 언급된 유체 유발 진동 (Flow Induced Vibration, FIV) 평가를 포함하여, 아래와 같은 유사 엔지니어링 업무 수행이 가능합니다. 문의 사항은 당사 이메일(mountain@inertance.com)로 연락주시면 성실히 업무 수행토록 하겠습니다.