하디 크로스 방식의 유체역학적 기본원리

문제

【문제 3】 다음 물음에 답하시오. (30점)

물음 1) 하디 크로스 방식(Hardy Cross Method)의 유체역학적 기본원리 3가지를 쓰시오. (3점)

답안

1. 연속의 법칙(질량보존): 각 절점(접속점)으로 유입되는 유량의 합은 유출되는 유량의 합과 같다($\Sigma Q=0$).
2. 에너지 보존(루프 압력손실 평형): 하나의 폐회로(루프)를 한 바퀴 돌 때 마찰손실의 대수합은 0이다($\Sigma \Delta P_f=0$). 즉 두 절점 사이 어느 경로로 계산해도 압력손실이 같다.
3. 유량–마찰손실 관계식: 각 배관의 마찰손실은 Hazen–Williams 식($\Delta P\propto Q^{1.85}$)을 따르며, 이 관계로 가정 유량의 보정유량을 반복 계산한다.

근거

• 하디 크로스 방식은 가정 유량에서 출발해 루프별 손실 합이 0이 되도록 보정유량 $\Delta Q=-\dfrac{\Sigma\Delta P_f}{1.85\,\Sigma(\Delta P_f/Q)}$를 반복 적용하는 배관망 해석법이다.
• 스프링클러설비의 루프·그리드 배관 수리계산에 쓰인다.