KR100720819B1 - Calculation for heating coil length in Tankers - Google Patents

Calculation for heating coil length in Tankers Download PDF

Info

Publication number
KR100720819B1
KR100720819B1 KR1020050059595A KR20050059595A KR100720819B1 KR 100720819 B1 KR100720819 B1 KR 100720819B1 KR 1020050059595 A KR1020050059595 A KR 1020050059595A KR 20050059595 A KR20050059595 A KR 20050059595A KR 100720819 B1 KR100720819 B1 KR 100720819B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
heating coil
cargo
tank
ship
length
Prior art date
Application number
KR1020050059595A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20070004198A (en
Inventor
최현성
김양규
박기용
정길주
한기훈
송석룡
김재을
Original Assignee
현대중공업 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 현대중공업 주식회사 filed Critical 현대중공업 주식회사
Priority to KR1020050059595A priority Critical patent/KR100720819B1/en
Publication of KR20070004198A publication Critical patent/KR20070004198A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100720819B1 publication Critical patent/KR100720819B1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06QINFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q50/00Information and communication technology [ICT] specially adapted for implementation of business processes of specific business sectors, e.g. utilities or tourism
    • G06Q50/04Manufacturing
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/10Geometric CAD
    • G06F30/17Mechanical parametric or variational design
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P90/00Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
    • Y02P90/30Computing systems specially adapted for manufacturing

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • General Business, Economics & Management (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Primary Health Care (AREA)
  • Strategic Management (AREA)
  • Tourism & Hospitality (AREA)
  • Human Resources & Organizations (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Economics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Marketing (AREA)
  • Computational Mathematics (AREA)
  • Mathematical Analysis (AREA)
  • Mathematical Optimization (AREA)
  • Pure & Applied Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)

Abstract

선박 운항 조건을 고려한 선박 내 탱크의 가열 코일 길이 산출 방법이 개시된다. 상기 선박 운항 조건을 고려한 가열 코일 길이 산출 방법은 가열 코일이 설치될 선박 내 탱크를 선택하고, 선박의 항해에 필요한 데이터 및 선박의 기초정보를 입력하는 단계(S1); 가열 코일의 열원과 카고와의 유효 온도차(LMTD)를 산출하고, 카고의 온도 상승에 필요한 전열량(Qheating)을 산출하는 단계(S2); 가열 코일 내부 전열 계수(hi)를 산출 하고, 가열 코일의 길이(L)를 가설정하여 외부 전열 계수(ho)를 산출하고, 가열코일의 총괄 전열계수(Ucoil)를 산출하는 단계(S3); 상기 탱크내의 카고의 열손실량(Qloss)과 카고 온도 상승 및 열손실 보충에 필요한 전체 전열량(Qtotal)을 산출하는 단계(S4); 카고 온도 상승 및 열손실 보충에 필요한 가열 코일의 전체 전열 면적(Acoil)을 산출하여 가열 코일의 전체 길이(Lcoil)를 산출하는 단계(S5); 상기 가열 코일의 전체 길이(Lcoil)와 가설정된 가열 코일의 전체 길이(L)와 비교하여 그 길이가 같은 경우에는 결과를 출력하며, 그 길이가 같지 않을 경우에는 그 길이가 같아질 때까지 상기 S3단계부터 S5단계를 반복 실행한 후 결과를 출력하는 단계(S6)로 구성된다.Disclosed is a method for calculating a heating coil length of a tank in a ship considering ship operating conditions. The method for calculating a heating coil length in consideration of the vessel operating condition may include selecting a tank in a vessel in which the heating coil is to be installed and inputting data necessary for sailing the vessel and basic information of the vessel (S1); Calculating an effective temperature difference (LMTD) between the heat source of the heating coil and the cargo, and calculating a total amount of Q heating required to increase the temperature of the cargo (S2); Calculating a heating coil internal heat transfer coefficient h i , preliminarily setting the length L of the heating coil to calculate an external heat transfer coefficient h o , and calculating a total heat transfer coefficient U coil of the heating coil (S3). ); Calculating an amount of heat loss (Q loss ) of cargo in the tank and a total amount of heat (Q total ) required for cargo temperature rise and heat loss replenishment (S4); Calculating a total length L coil of the heating coil by calculating a total heat transfer area A coil of the heating coil required for cargo temperature rise and heat loss replenishment (S5); Compared with the total length L of the heating coil and the total length L of the preset heating coil, the result is output if the length is the same, and if the length is not the same, until the length is the same. After repeating the steps S3 to S5 and outputs a result (S6).

카고 탱크, 가열코일 전열면적, 선박, 총괄전열계수, 열손실량 Cargo tank, heating coil heat transfer area, ship, total heat transfer coefficient, heat loss

Description

선박 운항조건을 고려한 가열코일 길이 산출 방법{Calculation for heating coil length in Tankers}Calculation method of heating coil length in consideration of ship operating conditions {Calculation for heating coil length in Tankers}

도 1은 선박의 카고 탱크에 적용할 수 있는 탱크 중 윙 탱크의 형상 및 열손실 면적을 도시한 것임.1 illustrates the shape and heat loss area of a wing tank among tanks applicable to a cargo tank of a ship.

도 2 는 선박의 카고 탱크에 적용할 수 있는 탱크 중 센터 탱크의 형상 및 열손실 면적을 도시한 것임.Figure 2 shows the shape and heat loss area of the center tank of the tank applicable to the cargo tank of the ship.

도 3은 선박의 카고 탱크에 적용할 수 있는 탱크 중 사이드 탱크의 형상 및 열손실 면적을 도시한 것임.Figure 3 shows the shape and heat loss area of the side tank of the tank applicable to the cargo tank of the ship.

도 4는 선박의 카고 탱크에 적용할 수 있는 탱크 중 밸러스트 탱크의 형상 및 열손실 면적을 도시한 것임.Figure 4 illustrates the shape and heat loss area of the ballast tank of the tank applicable to the cargo tank of the ship.

도 5는 카고 탱크 가열 시스템의 최적 설계 코드 흐름도.5 is an optimal design code flow diagram of the cargo tank heating system.

도 6은 윙 탱크의 갑판에서의 열손실 산출 흐름도.6 is a flow chart of heat loss calculation at the deck of the wing tank.

도 7는 배측면 밸러스트 탱크의 공기층을 통한 대기로의 열손실 산출 흐름도.7 is a flow chart for calculating heat loss to the atmosphere through the air layer of the side ballast tank.

도 8은 배측면 밸러스트 탱크에서 해수로의 열손실 산출 흐름도.8 is a flow chart of heat loss calculation from the lateral ballast tank to the sea channel.

도 9은 배 밑바닥에서 열손실 산출 흐름도.9 is a flow chart for calculating heat loss at the bottom of the vessel.

도 10은 통상적인 선박의 카고 탱크 내의 가열 코일 배치 구도.10 is a layout of a heating coil in a cargo tank of a typical ship.

본 발명은 선박의 운항 지역, 선박의 속도, 운반 화물의 종류에 의해 해당 선박의 탱크내에 필요한 가열 코일의 길이를 산출하는 방법으로, 각각의 입력 조건에 의해 필요한 가열 코일의 길이가 자동으로 산출됨으로써, 다양한 종류의 선박에 대한 표준화가 가능하여 재료의 낭비를 막고, 작업 공수를 줄일 수 있도록 한 선박 운항조건을 고려한 가열 코일 길이 산출 방법에 관한 것이다.The present invention is a method for calculating the length of the heating coil required in the tank of the vessel by the operating area of the vessel, the speed of the vessel, the type of cargo, the automatic calculation of the required length of the heating coil by the respective input conditions The present invention relates to a method of calculating the length of a heating coil in consideration of ship operating conditions, which can standardize various types of ships, thereby preventing waste of materials and reducing labor.

일반적으로 모든 선박은 스팀을 생산하는 보일러가 설치되어 있다. 상기 스팀을 생산하는 보일러의 구조를 도 10을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 도 10은 통상적인 선박의 카고 탱크 내의 가열 코일 배치 구도를 도시한 것으로서, 도 10에서 도시된 바와 같이 탱커(Tanker)선은 카고(Cargo)를 펌핑(Pumping)할 수 있도록 일정 온도를 유지하기 위하여 카고 탱크 내에 가열 코일을 설치한다. 상기와 같은 가열 코일의 구조는 보일러에서 스팀을 공급하는 메인배관, 카고 온도를 높이는 가열 코일, 상기 보일러로 돌아가는 응축수 배관으로 구성되어 있으며, 상기 가열 코일은 탱크 밑바닥에서 대략 30cm위에 수평으로 'U'자 형태로 연결되어 있다. In general, all vessels are equipped with steam producing boilers. Referring to Figure 10 the structure of the boiler for producing steam as follows. FIG. 10 is a view illustrating a heating coil arrangement in a cargo tank of a conventional ship, and as illustrated in FIG. 10, a tanker ship maintains a constant temperature to pump cargo. Install a heating coil in the cargo tank. The structure of the heating coil is composed of the main pipe for supplying steam from the boiler, the heating coil to increase the cargo temperature, the condensate pipe back to the boiler, the heating coil is about 30cm above the bottom of the tank horizontally 'U' It is connected in the form of a child.

상기와 같이 설치되는 가열 코일은 통상적으로 선박 설계 시 선박 운항 조건에 대한 철저한 검토 없이 단순히 JSDS(Japanese Ship Design Standard)의 열 계산(Heat Calculation)공식에 따라 가열 코일의 길이를 계산함으로써, 상기 가열 코일 의 길이가 불필요하게 과대 산출되어 불필요한 공수 및 자재가 소모되거나, 적절한 수준 이하의 가열 코일의 길이가 산출되어 선주의 요구를 충족시키지 못하는 문제점이 있으며, 또한, 매 선박 건조 시 선박 사양과 운항조건에 맞는 가열 코일의 길이를 일일이 수작업으로 산출해야 함으로써 설계자의 작업량이 증대된다는 문제점이 있었다.The heating coil installed as described above is typically calculated by simply calculating the length of the heating coil in accordance with the Heat Calculation formula of the Japanese Ship Design Standard (JSDS) without thorough examination of the ship operating conditions in the ship design. Unnecessarily excessively calculated length of unnecessary air consumption and materials are consumed, or the length of the heating coil below the appropriate level is calculated to meet the needs of the ship owners, and also, the ship specifications and operating conditions for each ship construction There is a problem that the amount of work of the designer is increased by manually calculating the length of the matching heating coil.

따라서 본 발명의 목적은 선박의 운항 지역, 선박의 속도, 운반 화물의 종류에 의해 해당 선박에 필요한 적절한 수준의 가열 코일의 길이를 산출함으로써, 다양한 종류의 선박에 대한 표준화가 가능하여 가열 코일의 길이가 불필요하게 과대 산출되어 불필요한 공수 및 자재의 소모를 방지하며, 사용자의 요구를 충분히 충족시킬 수 있도록 한 선박 운항조건을 고려한 가열 코일 길이 산출 방법을 제공하는 것이다. Therefore, an object of the present invention is to calculate the length of the heating coil of the appropriate level required by the vessel according to the operating area of the vessel, the speed of the vessel, the type of cargo, the standardization of various types of vessels can be standardized for the length of the heating coil It is to provide a method of calculating the length of the heating coil in consideration of the ship operating conditions that can be overestimated unnecessarily to avoid unnecessary waste of air and material consumption, and satisfactorily meet the needs of the user.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 선박의 카고 탱크 내의 카고를 펌핑할 수 있도록 일정 온도를 유지하기 위하여 설치되는 가열 코일의 길이를 입력 장치가 구비된 공지된 컴퓨터 시스템을 이용하여 산출하는 방법에 있어서, 상기 컴퓨터 시스템의 입력 장치를 통해 가열 코일이 설치될 선박 내 탱크의 정보와, 선박의 항해에 필요한 데이터 및 선박의 기초정보를 컴퓨터 시스템에 입력하는 단계(S1); 상기 S1단계에서 입력된 데이터를 이용하여 상기 컴퓨터 시스템의 중앙처리 장치에서 가열 코일의 열원과 카고와의 유효 온도차(LMTD)를 산출하고, 카고의 온도 상승에 필요한 전열량(Qheating)을 산출하는 단계(S2); 상기 S1단계에서 입력된 데이터를 이용하여 상기 컴퓨터 시스템의 중앙처리 장치에서 가열 코일 내부 전열 계수(hi)를 산출하고, 가열 코일의 길이(L)를 가설정하여 외부 전열 계수(ho)를 산출하고, 가열코일의 총괄 전열계수(Ucoil)를 산출하는 단계(S3); 상기 S1단계에서 입력된 데이터를 이용하여 상기 컴퓨터 시스템의 중앙처리 장치에서 탱크내의 카고의 열손실량(Qloss)을 산출하고, 카고 온도 상승 및 열손실 보충에 필요한 전체 전열량(Qtotal)을 산출하는 단계(S4); 상기 S2단계의 유효 온도차(LMTD)와 상기 S3단계의 총괄 전열계수(Ucoil)와 상기 S4단계의 전체 전열량(Qtotal)을 이용하여 상기 컴퓨터 시스템의 중앙처리 장치에서 카고 온도 상승 및 열손실 보충에 필요한 가열 코일의 전체 전열 면적(Acoil)을 산출하고, 가열 코일의 전체 길이(Lcoil)를 산출하는 단계(S5); 상기 S5단계의 가열 코일의 전체 길이(Lcoil)와 상기 S3단계의 가설정된 가열 코일의 전체 길이(L)를 상기 컴퓨터 시스템의 중앙처리 장치에서 비교하여 그 길이가 같은 경우에는 결과를 출력하며, 그 길이가 같지 않을 경우에는 그 길이가 같아질 때까지 상기 S3단계부터 S5단계를 반복 실행한 후 결과를 출력하는 단계(S6)로 이루어진 선박 운항 조건을 고려한 가열 코일 길이 산출 방법을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention relates to a method for calculating the length of a heating coil installed to maintain a constant temperature so as to pump cargo in a cargo tank of a ship using a known computer system equipped with an input device. The method may include: inputting information of a tank in a ship to which a heating coil is to be installed, data necessary for voyage of the ship and basic information of the ship to the computer system through an input device of the computer system (S1); Using the data input in the step S1 to calculate the effective temperature difference (LMTD) between the heat source of the heating coil and the cargo in the central processing unit of the computer system, and calculates the amount of heat (Q heating ) required to increase the temperature of the cargo Step S2; The heating coil internal heat transfer coefficient h i is calculated by the central processing unit of the computer system using the data input in the step S1, and the external heat transfer coefficient h o is calculated by temporarily setting the length L of the heating coil. Calculating a total heat transfer coefficient (U coil ) of the heating coil (S3); Using the data input in step S1, the central processing unit of the computer system calculates the heat loss amount (Q loss ) of cargo in the tank, and calculates the total heat quantity (Q total ) required for the cargo temperature rise and heat loss replenishment. Step S4; Cargo temperature rise and heat loss in the central processing unit of the computer system using the effective temperature difference (LMTD) of step S2, the overall heat transfer coefficient (U coil ) of step S3 and the total heat transfer amount (Q total ) of step S4. Calculating a total heat transfer area A coil of the heating coil required for replenishment, and calculating a total length L coil of the heating coil (S5); The total length L of the heating coil of step S5 and the total length L of the preset heating coil of step S3 are compared by the central processing unit of the computer system, and the result is output when the lengths are the same. , If the length is not equal to the heating coil length calculation method in consideration of the ship operating conditions consisting of the step (S6) of repeatedly outputting the result after the step S3 to S5 until the length is the same.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 선박의 카고 탱크에 적용할 수 있는 탱크 중 윙 탱크의 형상 및 열손실 면적을 도시한 것으로서, A1은 갑판을 통한 열손실 면적을 나타내며, A2는 밸러 스트(Ballast) 탱크의 공기층을 통한 대기로의 열손실 면적을 나타내고, A3는 밸러스트 탱크의 공기층을 통한 바다로의 열손실 면적을 나타내며, A4는 밑바닥 밸러스트의 공기층을 통한 바다로의 열손실 면적을 나타내고, A5,A6,A7은 써라운딩(Surrounding) 탱크로의 열손실 면적을 나타낸 것이다.Figure 1 shows the shape and heat loss area of the wing tank of the tank applicable to the cargo tank of the ship, A1 represents the heat loss area through the deck, A2 is through the air layer of the ballast (Ballast) tank A3 represents the heat loss area to the atmosphere, A3 represents the heat loss area to the sea through the air layer of the ballast tank, A4 represents the heat loss area to the sea through the air layer of the bottom ballast, and A5, A6, A7 The heat loss area to the rounding tank is shown.

도 2 는 선박의 카고 탱크에 적용할 수 있는 탱크 중 센터 탱크의 형상 및 열손실 면적을 도시한 것으로서, A1은 갑판을 통한 열손실 면적을 나타내며, A3은 밑바닥 밸러스트의 공기층을 통한 바다로의 열손실 면적을 나타내며, A2,A4,A5,A6은 써라운딩 탱크로의 열손실 면적을 나타낸 것이다.Figure 2 shows the shape and heat loss area of the center tank of the tank applicable to the cargo tank of the ship, A1 represents the heat loss area through the deck, A3 is the heat to the sea through the air layer of the bottom ballast Loss area, A2, A4, A5, A6 represents the heat loss area to the surrounding tank.

도 3은 선박의 카고 탱크에 적용할 수 있는 탱크 중 사이드 탱크의 형상 및 열손실 면적을 도시한 것으로서, A1은 갑판을 통한 열손실 면적을 나타낸 것이며, A2는 수직 벽면을 통한 대기로의 열손실 면적을 나타낸 것이고, A3은 수직 벽면을 통한 바다로의 열손실 면적을 나타낸 것이며, A4는 밑바닥 밸러스트의 공기층을 통한 바다로의 열손실 면적을 나타낸 것이고, A5,A6,A7은 써라운딩 탱크로의 열손실 면적을 나타낸 것이다.Figure 3 shows the shape and heat loss area of the side tank of the tank applicable to the cargo tank of the ship, A1 shows the heat loss area through the deck, A2 is the heat loss to the atmosphere through the vertical wall surface A3 is the area of heat loss to the sea through the vertical wall, A4 is the area of heat loss to the sea through the air layer of the bottom ballast, and A5, A6, A7 is the area to the surrounding tank. It shows the heat loss area.

또한 도 4는 선박의 카고 탱크에 적용할 수 있는 탱크 중 밸러스트 탱크의 형상 및 열손실 면적을 도시한 것으로서, A1은 갑판을 통한 열손실 면적을 나타낸 것이며, A2는 수직 벽면을 통한 대기로의 열손실 면적을 나타낸 것이고, A3은 수직 벽면을 통한 바다로의 열손실 면적을 나타낸 것이며, A4는 밑바닥을 통한 바다로의 열손실 면적을 나타낸 것이고, A5,A6은 카고 탱크로의 열 유입 면적을 나타낸 것이며, A7,A8은 써라운딩 탱크로의 열손실 면적을 나타낸 것이다.In addition, Figure 4 shows the shape and heat loss area of the ballast tank of the tank applicable to the cargo tank of the ship, A1 shows the heat loss area through the deck, A2 is the heat to the atmosphere through the vertical wall Loss area, A3 is the heat loss area to the sea through the vertical wall, A4 is the heat loss area to the sea through the bottom, and A5, A6 is the heat inflow area to the cargo tank. A7 and A8 represent the heat loss area to the surrounding tank.

본 발명에 의한 일실시 예에서는 도 1내지 도4에서 도시된 바와 같이 모든 선박의 카고(Cargo) 탱크에 적용할 수 있는 탱크의 종류 중 도 1에 도시된 윙(Wing) 탱크에 대한 가열코일의 산출 방법을 예를 들어 설명한다.In one embodiment according to the present invention of the heating coil for the wing (wing) tank shown in Figure 1 of the type of tank that can be applied to the cargo (Cargo) tank of all ships as shown in Figure 1 to Figure 4 The calculation method is explained with an example.

도 5는 카고 탱크 가열 시스템의 최적 설계 코드 흐름도를 도시한 것으로서, 도 5에 도시된 바와 같이 S1단계는 상기 선박 내에 구비된 윙 탱크, 센터 탱크, 사이드 탱크, 밸러스트 탱크 중 가열 코일이 설치될 선박 내 탱크를 적어도 하나 이상 선택하는 단계이며, 본 발명에 따른 일실시예에서는 도 1에 도시된 바와 같은 윙 탱크가 선택된다.FIG. 5 is a flowchart illustrating an optimal design code of a cargo tank heating system. As shown in FIG. 5, in step S1, a heating coil of a wing tank, a center tank, a side tank, and a ballast tank provided in the vessel is installed. Selecting at least one inner tank, in one embodiment according to the invention is selected a wing tank as shown in FIG.

상기와 같이 가열코일이 설치될 탱크인 윙 탱크가 선택되고 또한 S1단계에서 선박의 항해에 필요한 데이터 및 선박의 기초정보를 입력하게 된다. 상기 선박의 항해에 필요한 데이터는 운항지역의 온도조건, 운항 선박 주위 바람, 선박 항해 속도이고 선박의 기초정보는 선박 가열 코일에 주입되는 열원, 선박 탱크의 적재되는 화물의 종류, 가열 코일을 구성하는 재질 및 직경, 기본 설계에 의한 탱크의 사이즈 등이 될 수 있다. As described above, a wing tank, which is a tank in which the heating coil is to be installed, is selected, and in step S1, data necessary for sailing the vessel and basic information of the vessel are input. The necessary data for the navigation of the vessel is the temperature conditions of the operating region, the wind around the vessel, the vessel navigation speed and the basic information of the vessel is a heat source injected into the vessel heating coil, the type of cargo loaded in the vessel tank, the heating coil Material, diameter, and size of the tank by the basic design.

또한, 선박 가열 코일에 주입되는 열원으로는 온수, 뜨거운 오일, 스팀등을 선택하여 사용할 수 있고, 상기와 같은 데이터는 공지된 컴퓨터 시스템의 입력 장치를 통하여 입력되며, 후술되는 각각의 단계는 도면에는 도시되지 않았지만 상기 입력 장치를 구비한 컴퓨터 시스템의 중앙처리 장치에서 소프트웨어 처리에 의해 실행되는 것은 당업자에게 자명한 것이다.In addition, as a heat source injected into the ship heating coil can be used to select hot water, hot oil, steam, etc., the above data is input through the input device of a known computer system, each step described below is Although not shown, it will be apparent to those skilled in the art that the software is executed by the central processing unit of the computer system having the input device.

상기 S1단계에서 입력된 데이터를 이용하여 S2단계에서는 공지된 컴퓨터 시스템의 중앙처리 장치에서 가열 코일의 열원과 카고와의 유효 온도차(LMTD)를 산출하게 된다.In the step S2, the effective temperature difference LMTD between the heat source of the heating coil and the cargo is calculated by the central processing unit of the known computer system using the data input in the step S1.

즉, 가열 코일의 열원과 카고(Cargo)와의 유효 온도차인 LMTD는,That is, LMTD, which is an effective temperature difference between the heat source of the heating coil and Cargo,

Figure 112005036033116-pat00001
..................................식 1
Figure 112005036033116-pat00001
Equation 1

로 나타낼 수 있으며 여기서, T1은 가열코일 내부 스팀온도, t1은 카고 초기 온도, T2는 가열코일 내부 응축온도, t2는 카고 최종온도이다.Wherein, T1 is the steam temperature inside the heating coil, t1 is the initial cargo temperature, T2 is the condensation temperature inside the heating coil, t2 is the cargo final temperature.

상기 S1단계에서 입력된 데이터를 이용하여 S2단계에서는 상기 컴퓨터 시스템의 중앙처리 장치에서 카고의 온도 상승에 필요한 전열량(Qheating)을 산출한다.In step S2, the amount of Q heating required to increase the cargo temperature is calculated by the central processing unit of the computer system using the data input in step S1.

즉, 카고(Cargo)의 온도 상승에 필요한 전열량을 Qheating라 하면,That is, if the amount of heat required to increase the temperature of the cargo (Cargo) is Q heating ,

Figure 112005036033116-pat00002
............................ 식2
Figure 112005036033116-pat00002
Equation 2

로 나타낼 수 있으며, 여기서,

Figure 112005036033116-pat00003
은 탱크 내부의 카고 체적 (㎥)이고,
Figure 112005036033116-pat00004
는 카고의 비중 (kg/㎥)이며,
Figure 112005036033116-pat00005
는 카고의 비열 (kcal/kg℃)이고,
Figure 112005036033116-pat00006
는 가열시간 (hr)을 나타낸다.Can be expressed as
Figure 112005036033116-pat00003
Is the cargo volume (m 3) inside the tank,
Figure 112005036033116-pat00004
Is the specific gravity of the cargo (kg / ㎥),
Figure 112005036033116-pat00005
Is the specific heat of cargo (kcal / kg ° C),
Figure 112005036033116-pat00006
Denotes a heating time (hr).

S3단계에서는 상기 S1단계에서 입력된 데이터를 이용하여 상기 컴퓨터 시스템의 중앙처리 장치에서 가열 코일 내부의 열원이 열을 전달할 수 있는 능력인 가열 코일 내부 전열 계수(hi)를 산출한다. In step S3, the heating coil internal heat transfer coefficient h i is calculated using the data input in step S1, which is a capacity of the heat source inside the heating coil to transfer heat in the central processing unit of the computer system.

온수(Hot water) 및 뜨거운 오일(Thermal oil)의 열원 사용 시 코일 내부 전열 계수 hi는 후술되는 식3에 의해 산출할 수 있고, The heat transfer coefficient h i inside the coil when using a heat source of hot water and hot oil can be calculated by Equation 3 to be described later.

Figure 112005036033116-pat00007
.................................. 식3
Figure 112005036033116-pat00007
Equation 3

여기서,

Figure 112005036033116-pat00008
는 가열 코일의 내부직경, k는 가열 코일의 열전도율, Pr은 Prandtl number, Re는 열원의 Reynolds number이며 다음과 같다.here,
Figure 112005036033116-pat00008
Is the inner diameter of the heating coil, k is the thermal conductivity of the heating coil, Pr is the Prandtl number, and Re is the Reynolds number of the heat source.

Figure 112005036033116-pat00009
................................ 식3a
Figure 112005036033116-pat00009
Equation 3a

코일 내 열원 질량 유속인

Figure 112005036033116-pat00010
(kg/㎡hr)는Heat source mass flow rate in coil
Figure 112005036033116-pat00010
(kg / ㎡hr) is

Figure 112005036033116-pat00011
.................................... 식3b
Figure 112005036033116-pat00011
Equation 3b

Figure 112005036033116-pat00012
는 열원 소비량 (kg/hr)을 나타내며,
Figure 112005036033116-pat00012
Represents heat source consumption (kg / hr),

Figure 112005036033116-pat00013
.................................... 식3c
Figure 112005036033116-pat00013
Equation 3c

스팀(Steam) 열원 사용 시 코일 내부 전열계수 hi는 후술되는 식4에 의해 산출할 수 있다.When using a steam heat source, the coil internal heat transfer coefficient h i may be calculated by Equation 4 to be described later.

Figure 112005036033116-pat00014
......................................... 식4
Figure 112005036033116-pat00014
Equation 4

여기서, Re는 스팀의 Reynolds number이며, 다음 식 4a와 같다.Here, Re is Reynolds number of steam, and the following equation 4a.

Figure 112005036033116-pat00015
................................................식4a
Figure 112005036033116-pat00015
Equation 4a

S3단계에서는 상기 선박내의 탱크에 설치될 가열 코일의 길이(L)를 가설정하고, 상기 S1단계에서 입력된 데이터 및 가설정된 가열 코일의 길이(L)를 이용하여 상기 컴퓨터 시스템의 중앙처리 장치에서 상기 코일 외부의 카고가 열을 받을 수 있는 능력인 외부 전열 계수(ho)를 산출한다.In step S3, the length L of the heating coil to be installed in the tank in the ship is temporarily set, and in the central processing unit of the computer system using the data input in the step S1 and the length L of the preset heating coil. An external heat transfer coefficient h o , which is the ability of the cargo outside the coil to receive heat, is calculated.

탱크 안에 카고가 정체되어 있으므로 가열코일 외부에서 열전달 계수는 자연 대류(Natural convection) 열전달 계수에 의존하며, 가열코일은 수평 전열관으로 설치되어 있으므로, 자연대류에 대한 이론식으로 표면온도가 균일한 경우에 대한 McAdams의 이론식을 사용하면 외부 전열 계수 ho는 다음과 같다.Since the cargo is stagnant in the tank, the heat transfer coefficient outside the heating coil depends on the natural convection heat transfer coefficient, and since the heating coil is installed as a horizontal heat transfer tube, Using McAdams' theory, the external heat transfer coefficient h o is

Figure 112005036033116-pat00016
...................................... 식5
Figure 112005036033116-pat00016
Equation 5

여기서, Gr은 Grashof number이며,Where Gr is the Grashof number,

Figure 112005036033116-pat00017
...................................... 식5a
Figure 112005036033116-pat00017
Equation 5a

에 의해 산출할 수 있으며, β는 팽창계수(Expansion Coe, 1/℃)이며,It can be calculated by, β is expansion coefficient (Expansion Coe, 1 / ℃),

Figure 112005036033116-pat00018
...................................... 식5b
Figure 112005036033116-pat00018
Equation 5b

에 의해 산출할 수 있고, Pr은 Prandtl number이며,Where Pr is the Prandtl number,

Figure 112005036033116-pat00019
................................................ 식5c
Figure 112005036033116-pat00019
Equation 5c

에 의해 산출할 수 있으며,

Figure 112005036033116-pat00020
는 카고의 비열이다.Can be calculated by
Figure 112005036033116-pat00020
Is the specific heat of cargo.

상수 c와 지수 n은 표 1에 따른다.The constant c and the index n follow Table 1.

흐름 형식Flow format Gr·Pr의 범위Range of Gr / Pr cc nn 층류Laminar Flow 104∼109 10 9 4-10 0.530.53 1/41/4 난류turbulence 109∼1013 10 9-10 13 0.130.13 1/31/3

표 1Table 1

S3단계에서는 상기 S1단계에서 입력된 데이터와 산출된 가열 코일의 내부 전열 계수(hi) 및 산출된 외부 전열 계수(ho)를 이용하여 상기 컴퓨터 시스템의 중앙처리 장치에서 가열코일의 총괄 전열계수(Ucoil)를 산출한다.In the step S3, the overall heat transfer coefficient of the heating coil in the central processing unit of the computer system using the data input in the step S1 and the calculated internal heat transfer coefficient h i and the calculated external heat transfer coefficient h o . Calculate (U coil ).

즉, 가열코일의 총괄전열계수

Figure 112005036033116-pat00021
(kcal/㎡hr℃)는 다음과 같다.That is, overall heat transfer coefficient of heating coil
Figure 112005036033116-pat00021
(kcal / m 2 hr ° C) is as follows.

Figure 112005036033116-pat00022
..............................식6
Figure 112005036033116-pat00022
Equation 6

여기서,

Figure 112005036033116-pat00023
는 가열 코일의 외부직경(Outside diameter of heating coil)(m)이고,
Figure 112005036033116-pat00024
는 가열 코일의 내부직경(Inside diameter of heating coil)(m)이며, k는 가열 코일의 열전도율(Thermal conductivity of heating coil(kcal/mhr℃)이고,
Figure 112005036033116-pat00025
는 가열 코일의 내부 오염계수(Inside fouling factor of heating coil)(㎡hr℃/kcal)이며,
Figure 112005036033116-pat00026
는 가열 코일의 외부 오염계수(Outside fouling factor of heating coil)(㎡hr℃/kcal)이다. here,
Figure 112005036033116-pat00023
Is the outside diameter of heating coil (m),
Figure 112005036033116-pat00024
Is the inner diameter of the heating coil (m), k is the thermal conductivity of the heating coil (kcal / mhr ℃),
Figure 112005036033116-pat00025
Is the inside fouling factor of heating coil (㎡hr ° C / kcal),
Figure 112005036033116-pat00026
Is the outside fouling factor of heating coil (m 2 hr / kcal).

S4단계에서는 상기 컴퓨터 시스템의 중앙처리 장치에서 상기 S1단계에서 입력된 데이터와 선택된 탱크의 각 벽면별 열손실을 산출하여 상기 탱크내의 카고의 열손실량(Qloss)을 산출한다. 즉, 도 1에 도시된 바와 같이 상기 윙 탱크의 각 벽면별 열손실량은 갑판을 통한 열손실 면적(A1)을 통한 열손실량(Q1), 밸러스트 탱크의 공기층을 통한 대기로의 열손실 면적(A2)을 통한 열손실량(Q2), 밸러스트 탱크의 공기층을 통한 바다로의 열손실 면적(A3)을 통한 열손실량(Q3), 밑바닥 밸러스트 탱크의 공기층을 통한 바다로의 열손실 면적 (A4)을 통한 열손실량(Q4), 써라운딩 탱크로의 열손실 면적(A5, A6, A7)을 통한 열손실량(Q5, Q6, Q7)임으로써, 상기 윙 탱크내의 카고의 열손실량(Qloss)은 상기 각 벽면별 열손실량의 합(Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6+Q7)과 같다.In step S4 in the central processing unit of the computer system to calculate the respective wall by the heat loss of the data to the selected tank type in the step S1 to calculate the heat loss (Q loss) of the cargo in the tank. That is, as shown in Figure 1, the heat loss amount for each wall surface of the wing tank is the heat loss amount (Q 1 ) through the heat loss area (A1) through the deck, the heat loss area to the atmosphere through the air layer of the ballast tank ( A2) heat loss amount (Q 2 ), ballast tank heat loss to sea through air layer (A3) heat loss amount (Q 3 ), bottom ballast tank heat loss area to sea through air layer (A4) Heat loss amount (Q 4 ) through (), heat loss amount (Q 5 , Q 6 , Q 7 ) through the heat loss area (A5, A6, A7) to the surrounding tank, the amount of heat loss of cargo in the wing tank (Q loss ) is equal to the sum of the heat losses of the respective wall surfaces (Q 1 + Q 2 + Q 3 + Q 4 + Q 5 + Q 6 + Q 7 ).

도 6을 참조하여 갑판에서의 총괄전열계수 및 열손실량을 산출하는 과정을 살펴보면 다음과 같다. 도 6은 윙 탱크의 갑판에서의 열손실 산출 흐름도를 도시한 것으로서, 도 6에서 도시된 바와 같이, 상기 갑판에서의 열손실량은 갑판 표면에서의 온도를 가정한 후, 갑판 외부의 바람속도에 의한 강제대류에 의한 히트 플럭스(Heat Flux)를 산출하며, 다음으로 윙 탱크의 갑판 안에서 카고에 의한 자연대류에 의한 히트 플럭스를 산출한다. 상기에서 산출된 강제대류에 의한 히트 플럭스와 카고에 의한 자연대류에 의한 히트 플럭스를 비교하며, 강제대류에 의한 히트 플럭스와 카고에 의한 자연대류에 의한 히트 플럭스가 같아질 때 까지 상기 가정한 갑판 표면 온도를 계속해서 변하게 하여, 동일한 히트가 되었을 때 갑판 표면온도를 판정된 후, 상기 갑판에서의 총괄 전열계수를 산출하고, 갑판에서의 열손실량을 산출한다.Looking at the process of calculating the overall heat transfer coefficient and the heat loss amount in the deck with reference to Figure 6 as follows. FIG. 6 is a flowchart illustrating a heat loss calculation in a deck of a wing tank, and as shown in FIG. 6, the heat loss in the deck is determined by the wind speed outside the deck after assuming a temperature at the deck surface. The heat flux by forced convection is calculated, and the heat flux by natural convection by cargo is then calculated in the deck of the wing tank. Comparing the heat flux by the forced convection and the heat flux by the natural convection by the cargo computed above, the said deck surface until the heat flux by the forced convection and the heat flux by the natural convection by the cargo become equal After the temperature is continuously changed, the deck surface temperature is determined when the same heat is applied, the overall heat transfer coefficient at the deck is calculated, and the amount of heat loss at the deck is calculated.

갑판에서의 열손실량(

Figure 112005036033116-pat00027
)은Heat loss from deck
Figure 112005036033116-pat00027
)silver

Figure 112005036033116-pat00028
........................................... 식 7
Figure 112005036033116-pat00028
Equation 7

여기서,

Figure 112005036033116-pat00029
은 갑판에서의 총괄 전열계수,
Figure 112005036033116-pat00030
은 갑판에서 열손실 면적(㎡)이며,ΔT1은 최고 오일상승 온도와 대기온도차(℃)이다.here,
Figure 112005036033116-pat00029
Is the overall heat transfer coefficient at deck,
Figure 112005036033116-pat00030
Is the heat loss area in m 2 of the deck, and ΔT 1 is the maximum oil rise and atmospheric temperature difference in ° C.

또한, 윙 탱크의 배 측면 밸러스트 탱크의 공기층을 통한 대기로의 열손실량을 산출하는 과정을 도 7를 참조하여 설명하면 다음과 같다. 도 7는 배 측면 밸러 스트 탱크의 공기층을 통한 대기로의 열손실 산출 흐름도를 도시한 것으로서, 도 7에서 도시된 바와 같이 윙 탱크의 배 측면 밸러스트 탱크의 공기층을 통한 대기로의 열손실량은 밸러스트 탱크 내부 공기온도를 가정한 후, 바람속도로 인한 강제 대류 히트 플럭스를 산출하고, 카고 탱크 내 자연대류 히트 플럭스를 산출한 다음, 강제대류에 의한 히트 플럭스와 카고 탱크내 자연대류에 의한 히트 플럭스가 같아질 때 까지 상기 가정한 밸러스트 탱크 내부 공기온도를 계속해서 변하게 하여, 동일한 히트 플럭스가 되었을 때 상기 밸러스트 탱크 내부 공기온도를 판정된 후, 상기 배 측면 총괄 전열계수를 산출한 다음, 상기 배 측면 대기로의 열손실량을 산출한다. In addition, the process of calculating the heat loss amount to the atmosphere through the air layer of the ship side ballast tank of the wing tank will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a flowchart illustrating the heat loss calculation to the atmosphere through the air layer of the ship side ballast tank, and as shown in FIG. 7, the heat loss amount to the atmosphere through the air layer of the ship side ballast tank of the wing tank is shown in FIG. 7. After assuming the internal air temperature, the forced convection heat flux due to wind speed is calculated, the natural convection heat flux in the cargo tank is calculated, and the heat flux due to forced convection and the natural flux in the cargo tank are the same. The assumed ballast tank internal air temperature is continuously changed until it is lost, the air temperature inside the ballast tank is determined when the same heat flux is obtained, and the ship side overall heat transfer coefficient is calculated. Calculate the heat loss of.

밸러스트 탱크의 공기층을 통한 대기로의 열손실량(

Figure 112005036033116-pat00031
)은Heat loss to the atmosphere through the air layer of the ballast tank (
Figure 112005036033116-pat00031
)silver

Figure 112005036033116-pat00032
............................................. 식 8
Figure 112005036033116-pat00032
Equation 8

여기서,

Figure 112005036033116-pat00033
는 밸러스트 탱크의 공기층을 통한 대기로의 열손실에서 총괄전열계수,
Figure 112005036033116-pat00034
는 밸러스트 탱크의 공기층을 통한 대기로의 열손실 면적(㎡)이며,△T2는 최고 오일상승 온도와 대기온도차(℃)이다.here,
Figure 112005036033116-pat00033
Is the overall heat transfer coefficient at heat loss to the atmosphere through the air layer of the ballast tank,
Figure 112005036033116-pat00034
Is the heat loss area (m 2) to the atmosphere through the air layer of the ballast tank, and ΔT 2 is the maximum oil rise temperature and the air temperature difference (° C.).

또한, 윙 탱크의 배 측면 밸러스트 탱크에서 해수로의 열손실량을 산출하는 과정을 도 8을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 도 8은 배 측면 밸러스트 탱크에서 해수로의 열손실 산출 흐름도를 도시한 것으로서, 도 8에서 도시된 바와 같이 윙 탱크의 배 측면 밸러스트 탱크에서 해수로의 열손실량은 밸러스트 탱크 내부 공기 온도를 가정한 후, 배속도로 인한 강제대류 히트 플럭스를 산출하고, 카고 탱크 내 자연대류 히트 플럭스를 산출한 다음, 상기 배속도로 인한 강제대류 히트 플럭스와 카고 탱크 내 자연대류에 의한 히트 플럭스가 같아질 때 까지 상기 가정한 밸러스트 탱크 내부 공기온도를 계속해서 변하게 하여, 동일한 히트 플럭스가 되었을 때 상기 밸러스트 탱크 내부 공기온도를 판정된 후, 상기 배 측면 총괄 전열계수를 산출한 다음, 상기 배 측면 대기로의 열손실량을 산출한다. In addition, the process of calculating the heat loss amount from the ship side ballast tank of the wing tank to the sea channel will be described with reference to FIG. 8 is a flowchart illustrating the heat loss calculation from the ship side ballast tank to the seawater channel, and as shown in FIG. 8, the heat loss amount from the ship side ballast tank of the wing tank to the seawater channel is assumed after the air temperature inside the ballast tank. Calculate the forced convection heat flux due to the double speed, calculate the natural convection heat flux in the cargo tank, and then assume the above assumptions until the forced convection heat flux due to the double speed and the heat flux due to natural convection in the cargo tank are equal. The air temperature inside the ballast tank is continuously changed to determine the air temperature inside the ballast tank when the same heat flux is obtained, and then the ship's total heat transfer coefficient is calculated, and then the amount of heat loss to the ship's atmosphere is calculated. .

Figure 112005036033116-pat00035
........................................... 식 9
Figure 112005036033116-pat00035
Equation 9

여기서,

Figure 112005036033116-pat00036
는 밸러스트 탱크의 공기층을 통한 바다로의 열손실에서 총괄전열계수,
Figure 112005036033116-pat00037
는 상기 밸러스트 탱크의 공기층을 통한 바다로의 열손실 면적(㎡)이며, △T3는 최고 오일상승 온도와 해수 온도차(℃)이다.here,
Figure 112005036033116-pat00036
Is the overall heat transfer coefficient at heat loss to the sea through the air layer of the ballast tank,
Figure 112005036033116-pat00037
Is the heat loss area (m 2) to the sea through the air layer of the ballast tank, and ΔT 3 is the maximum oil rise temperature and the seawater temperature difference (° C.).

또한, 윙 탱크의 배 밑바닥에서 열손실량을 산출하는 과정을 도9를 참조하여 설명하면 다음과 같다. 도 9은 배 밑바닥에서 열손실 산출 흐름도를 도시한 것으로서, 도 9에서 도시된 바와 같이 윙 탱크의 배 밑바닥에서 열손실량은 상기 밸러스트 탱크내 공기 온도를 가정한 후, 배의 속도에 의한 강제대류에 의한 히트 플럭스를 산출하고, 카고에 의한 자연대류에 의한 히트 플럭스를 산출한 다음, 상기 배의 속도에 인한 강제대류 히트 플럭스와 카고 탱크 내 자연대류에 의한 히트 플럭스가 같아질 때 까지 상기 가정한 밸러스트 탱크 내부 공기온도를 계속해서 변하게 하여, 동일한 히트 플럭스가 되었을 때 상기 밸러스트 탱크 내부 공기온도를 판정된 후, 상기 배 밑바닥에서의 총괄전열계수를 산출한 다음 배 밑바닥에서 밸러스트 탱크의 해수로의 열손실량을 산출한다. In addition, the process of calculating the heat loss amount from the bottom of the ship of the wing tank is described with reference to FIG. 9 is a flowchart illustrating the heat loss calculation at the bottom of the ship. As shown in FIG. 9, the heat loss at the bottom of the wing tank is assumed to be forced convection by the speed of the ship after assuming the air temperature in the ballast tank. Calculate the heat flux by the airflow, calculate the heat flux by the natural convection by the cargo, and then the assumed ballast until the forced convection heat flux due to the ship's speed is equal to the heat flux by the natural convection in the cargo tank. The air temperature in the ballast tank is determined by continuously changing the air temperature inside the tank to determine the ballast tank air temperature when the same heat flux is obtained, and then calculating the total heat transfer coefficient at the bottom of the ship, and then the amount of heat loss from the bottom of the ship to the seawater of the ballast tank. To calculate.

Figure 112005036033116-pat00038
.......................................... 식 10
Figure 112005036033116-pat00038
Equation 10

여기서

Figure 112005036033116-pat00039
는 배 밑바닥 밸러스트 탱크의 공기층을 통한 바다로의 열손실에서 총괄전열계수,
Figure 112005036033116-pat00040
는 배 밑바닥 밸러스트 탱크의 공기층을 통한 바다로의 열손실 면적(㎡)이고, △T4는 최고 오일상승 온도와 해수 온도차(℃)이다.here
Figure 112005036033116-pat00039
Is the overall heat transfer coefficient from the heat loss to the sea through the air layer of the ship's bottom ballast tank,
Figure 112005036033116-pat00040
Is the heat loss area (m 2) to the sea through the air layer of the ship's bottom ballast tank, and ΔT 4 is the maximum oil rise temperature and seawater temperature difference (° C).

또한 써라운딩 탱크의 공기층으로의 열손실량이 산출되는 과정은, 상기 써라운딩 탱크의 공기층으로의 열손실량은 써라운드와 카고 탱크의 분리판 표면에서의 온도를 가정한 후, 분리판 외부(써라운드 탱크 내)의 공기층에 의한 자연대류에 의한 히트 플럭스(Heat Flux)를 산출하며, 다음으로 분리판 내부(카고 탱크 내)에서 카고에 의한 자연대류에 의한 히트 플럭스를 산출한다. 상기에서 산출된 공기에 의한 자연대류에 의한 히트 플럭스와 카고에 의한 자연대류에 의한 히트 플럭스를 비교하며, 공기의 자연대류에 의한 히트 플럭스와 카고의 자연대류에 의한 히트 플럭스가 같아질 때 까지 상기 가정한 분리판 표면 온도를 계속해서 변하게 하여, 동일한 히트 플럭스가 되었을 때 분리판 표면온도를 판정된 후, 상기 써라운딩 탱크의 공기층으로의 총괄 전열계수를 산출한 다음, 상기 써라운딩 탱크의 공기층으로의 열손실량을 산출한다. In the process of calculating the heat loss amount of the surrounding tank to the air layer, the heat loss amount of the surrounding tank to the air layer is assumed to be the temperature at the surface of the separator plate of the surround and cargo tanks, and then the outside of the separator plate (surround The heat flux by natural convection by the air layer in the tank) is calculated, and the heat flux by natural convection by cargo is then calculated inside the separator plate (in the cargo tank). Comparing the heat flux due to natural convection with air and the heat flux due to natural convection with cargo calculated above, until the heat flux due to natural convection of air is equal to the heat flux due to natural convection of cargo. The assumed separator surface temperature is continuously changed to determine the separator plate temperature when the same heat flux is obtained, and then the overall heat transfer coefficient to the air layer of the surrounding tank is calculated, and then to the air layer of the surrounding tank. Calculate the heat loss of.

Figure 112005036033116-pat00041
............................................ 식 11
Figure 112005036033116-pat00041
Equation 11

여기서,

Figure 112005036033116-pat00042
써라운딩 탱크의 공기층으로의 열손실에서 총괄전열계수,
Figure 112005036033116-pat00043
는 써라운딩 탱크의 공기층으로의 열손실 면적(㎡)이고, △T5는 최고 오일상승 온도와 공기 온도차(℃)이며,
Figure 112005036033116-pat00044
,
Figure 112005036033116-pat00045
또한 상기
Figure 112005036033116-pat00046
와 동일한 방법으로 산출할 수 있다.here,
Figure 112005036033116-pat00042
Overall heat transfer coefficient from heat loss to the air layer of the surrounding tank,
Figure 112005036033116-pat00043
Is the heat loss area to the air layer of the surrounding tank (㎡), ΔT 5 is the maximum oil rise temperature and the air temperature difference (℃),
Figure 112005036033116-pat00044
,
Figure 112005036033116-pat00045
Also above
Figure 112005036033116-pat00046
It can be calculated in the same way as.

상기 카고 탱크 내의 카고의 열손실량

Figure 112005036033116-pat00047
는 상기에서 산출된 열손실량의 합으로 나타낼 수 있다. 즉
Figure 112005036033116-pat00048
는,Heat loss of cargo in the cargo tank
Figure 112005036033116-pat00047
Can be expressed as the sum of the heat losses calculated above. In other words
Figure 112005036033116-pat00048
Is,

Figure 112005036033116-pat00049
..................... 식 12
Figure 112005036033116-pat00049
Equation 12

에 의해 산출할 수 있다.It can calculate by

S4단계에서는 상기 S2단계에서 산출된 카고의 온도 상승에 필요한 전열량(

Figure 112007004414813-pat00050
)과 열손실량(
Figure 112007004414813-pat00051
)을 이용하여 상기 컴퓨터 시스템의 중앙처리 장치에서 카고(Cargo) 온도 상승 및 열손실 보충에 필요한 전체 전열량(
Figure 112007004414813-pat00052
)을 산출한다. 즉
Figure 112007004414813-pat00053
은,In step S4, the amount of heat required to increase the temperature of the cargo calculated in step S2 (
Figure 112007004414813-pat00050
) And heat loss
Figure 112007004414813-pat00051
Total heat transfer amount required for cargo temperature rise and heat loss replenishment in the central processing unit of the computer system.
Figure 112007004414813-pat00052
) Is calculated. In other words
Figure 112007004414813-pat00053
silver,

Figure 112005036033116-pat00054
=
Figure 112005036033116-pat00055
+
Figure 112005036033116-pat00056
....................................식 13
Figure 112005036033116-pat00054
=
Figure 112005036033116-pat00055
+
Figure 112005036033116-pat00056
Equation 13

에 의해 산출할 수 있다.It can calculate by

S5단계에서는 상기 S4단계에서 산출된 카고 온도 상승 및 열손실 보충에 필요한 전체 열량과(

Figure 112007004414813-pat00057
) 상기 S3단계에서 산출된 총괄 전열 계수(
Figure 112007004414813-pat00058
) 및 상기 S2단계에서 산출된 가열 코일의 열원과 카고와의 유효 온도차(
Figure 112007004414813-pat00059
)를 이용하여 상기 컴퓨터 시스템의 중앙처리 장치에서 카고 온도 상승 및 열손실 보충에 필요한 가열 코일의 전체 전열 면적(
Figure 112007004414813-pat00060
)을 산출한다.In step S5 and the total amount of heat required to increase the cargo temperature and heat loss calculated in step S4 and (
Figure 112007004414813-pat00057
) The overall heat transfer coefficient calculated in step S3 (
Figure 112007004414813-pat00058
) And the effective temperature difference between the heat source and the cargo of the heating coil calculated in step S2 (
Figure 112007004414813-pat00059
), The total heat transfer area of the heating coil required for cargo temperature rise and heat loss
Figure 112007004414813-pat00060
) Is calculated.

즉,

Figure 112005036033116-pat00061
=
Figure 112005036033116-pat00062
+
Figure 112005036033116-pat00063
Figure 112005036033116-pat00064
=
Figure 112005036033116-pat00065
*
Figure 112005036033116-pat00066
*
Figure 112005036033116-pat00067
에 의해서, 가열 코일의 전열 면적
Figure 112005036033116-pat00068
은 다음과 같다. In other words,
Figure 112005036033116-pat00061
=
Figure 112005036033116-pat00062
+
Figure 112005036033116-pat00063
Wow
Figure 112005036033116-pat00064
=
Figure 112005036033116-pat00065
*
Figure 112005036033116-pat00066
*
Figure 112005036033116-pat00067
By heat transfer area of heating coil
Figure 112005036033116-pat00068
Is as follows.

Figure 112005036033116-pat00069
=
Figure 112005036033116-pat00070
/
Figure 112005036033116-pat00071
*
Figure 112005036033116-pat00072
.............................. 식 14
Figure 112005036033116-pat00069
=
Figure 112005036033116-pat00070
Of
Figure 112005036033116-pat00071
*
Figure 112005036033116-pat00072
Equation 14

또한,

Figure 112005036033116-pat00073
이므로, 가열 코일의 전체길이는
Figure 112005036033116-pat00074
은 다음과 같다.Also,
Figure 112005036033116-pat00073
Therefore, the overall length of the heating coil
Figure 112005036033116-pat00074
Is as follows.

Figure 112005036033116-pat00075
...................................... 식 15
Figure 112005036033116-pat00075
Equation 15

S6단계에서는 상기 S5단계에서 산출된 가열 코일의 전체 길이(

Figure 112007004414813-pat00076
)와 상기 S3단계에서 가설정된 가열 코일의 전체 길이(L)를 상기 컴퓨터 시스템의 중앙처리 장치에서 비교하여 그 길이가 같은 경우에는 결과를 출력하며, 그 길이가 같지 않을 경우에는 그 길이가 같아질 때까지 상기 S3단계부터 S5단계를 반복 실행한 후 결과를 출력한다.In step S6 the total length of the heating coil calculated in step S5 (
Figure 112007004414813-pat00076
) And the total length L of the heating coil set in step S3 are compared in the central processing unit of the computer system, and the result is output if the length is the same, and the length is the same if the length is not the same. Repeat step S3 to step S5 until the output and then output the result.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 고안이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.The present invention is not limited to the above-described specific preferred embodiments, and various modifications can be made by any person having ordinary skill in the art without departing from the gist of the present invention claimed in the claims. Of course, such changes will fall within the scope of the claims.

이상, 상술한 바와 같이 본 발명에 따른 선박 운항 조건을 고려한 가열 코일 길이 산출 방법은, 선박의 운항 지역, 선박의 속도, 운반 화물의 종류에 의해 해당 선박에 필요한 적절한 수준의 가열 코일의 길이를 산출함으로써, 다양한 선박에 대한 표준화가 가능하여 가열 코일의 길이가 불필요하게 과대 산출되어 불필요한 공수 및 자재의 소모를 방지하며, 적절한 수준의 가열코일을 제작할 수 있어 사용자의 요구를 충분히 충족시킬 수 있을 뿐만 아니라 설계자의 작업량을 감소시킴으로써 작업 능률을 향상 시킬 수 있도록 하여 매우 유용한 발명인 것이다.As described above, in the method of calculating the length of the heating coil in consideration of the ship operating conditions according to the present invention, the length of the heating coil of an appropriate level required for the corresponding ship is calculated according to the ship's operating area, the speed of the ship, and the type of cargo. By this, standardization of various vessels is possible, the length of the heating coil is unnecessarily overcalculated to prevent unnecessary air consumption and material consumption, and the appropriate level of heating coil can be manufactured to satisfy the user's needs as well. It is a very useful invention to improve the work efficiency by reducing the workload of the designer.

Claims (2)

선박의 카고(Cargo) 탱크 내의 카고(Cargo)를 펌핑할 수 있도록 일정 온도를 유지하기 위하여 설치되는 가열 코일의 길이를 입력 장치가 구비된 공지된 컴퓨터 시스템을 이용하여 산출하는 방법에 있어서,In the method for calculating the length of the heating coil which is installed to maintain a constant temperature so as to pump the cargo in the cargo tank of the ship using a known computer system equipped with an input device, 상기 컴퓨터 시스템의 입력 장치를 통해 가열 코일이 설치될 선박 내 탱크의 정보와, 선박의 항해에 필요한 데이터 및 선박의 기초정보를 컴퓨터 시스템에 입력하는 단계(S1); Inputting information of a tank in a ship to which a heating coil is to be installed, data necessary for voyage of the ship, and basic information of the ship to the computer system through an input device of the computer system (S1); 상기 S1단계에서 입력된 데이터를 이용하여 상기 컴퓨터 시스템의 중앙처리 장치에서 가열 코일의 열원과 카고와의 유효 온도차(LMTD)를 산출하고, 카고의 온도 상승에 필요한 전열량(Qheating)을 산출하는 단계(S2);Using the data input in the step S1 to calculate the effective temperature difference (LMTD) between the heat source of the heating coil and the cargo in the central processing unit of the computer system, and calculates the amount of heat (Q heating ) required to increase the temperature of the cargo Step S2; 상기 S1단계에서 입력된 데이터를 이용하여 상기 컴퓨터 시스템의 중앙처리 장치에서 가열 코일 내부 전열 계수(hi)를 산출하고, 가열 코일의 길이(L)를 가설정하여 외부 전열 계수(ho)를 산출하고, 가열코일의 총괄 전열계수(Ucoil)를 산출하는 단계(S3); The heating coil internal heat transfer coefficient h i is calculated by the central processing unit of the computer system using the data input in the step S1, and the external heat transfer coefficient h o is calculated by temporarily setting the length L of the heating coil. Calculating a total heat transfer coefficient (U coil ) of the heating coil (S3); 상기 S1단계에서 입력된 데이터를 이용하여 상기 컴퓨터 시스템의 중앙처리 장치에서 탱크내의 카고의 열손실량(Qloss)을 산출하고, 카고 온도 상승 및 열손실 보충에 필요한 전체 전열량(Qtotal)을 산출하는 단계(S4); Using the data input in step S1, the central processing unit of the computer system calculates the heat loss amount (Q loss ) of cargo in the tank, and calculates the total heat quantity (Q total ) required for the cargo temperature rise and heat loss replenishment. Step S4; 상기 S2단계의 유효 온도차(LMTD)와 상기 S3단계의 총괄 전열계수(Ucoil)와 상기 S4단계의 전체 전열량(Qtotal)을 이용하여 상기 컴퓨터 시스템의 중앙처리 장치에서 카고 온도 상승 및 열손실 보충에 필요한 가열 코일의 전체 전열 면적(Acoil)을 산출하고, 가열 코일의 전체 길이(Lcoil)를 산출하는 단계(S5); Cargo temperature rise and heat loss in the central processing unit of the computer system using the effective temperature difference (LMTD) of step S2, the overall heat transfer coefficient (U coil ) of step S3 and the total heat transfer amount (Q total ) of step S4. Calculating a total heat transfer area A coil of the heating coil required for replenishment and calculating a total length L coil of the heating coil (S5); 상기 S5단계의 가열 코일의 전체 길이(Lcoil)와 상기 S3단계의 가설정된 가열 코일의 전체 길이(L)를 상기 컴퓨터 시스템의 중앙처리 장치에서 비교하여 그 길이가 같은 경우에는 결과를 출력하며, 그 길이가 같지 않을 경우에는 그 길이가 같아질 때까지 상기 S3단계부터 S5단계를 반복 실행한 후 결과를 출력하는 단계(S6);로 이루어진 선박 운항 조건을 고려한 가열 코일 길이 산출 방법.The total length L of the heating coil of step S5 and the total length L of the preset heating coil of step S3 are compared by the central processing unit of the computer system, and the result is output when the lengths are the same. , If the length is not the same, and repeating the steps S3 to S5 until the length is the same and outputting the result (S6); Heating coil length calculation method in consideration of the vessel operating conditions consisting of. 제 1 항에 있어서;The method of claim 1; 상기 S1 단계에서 입력 장치를 통해 컴퓨터 시스템에 입력되는 데이터 중 선박 항해에 필요한 데이터는, 운항지역의 온도조건, 운항 선박 주위 바람, 선박 항해 속도이고, 선박의 기초정보는, 선박 가열 코일에 주입되는 열원, 선박 탱크의 적재되는 화물의 종류, 가열 코일을 구성하는 재질 및 직경, 기본 설계에 의한 탱크의 사이즈인 것을 특징으로 하는 선박 운항 조건을 고려한 가열 코일 길이 산출 방법.Of the data input to the computer system through the input device in the step S1 is the data required for the ship navigation, the temperature conditions of the operating area, the wind around the ship, the ship navigation speed, the basic information of the ship is injected into the ship heating coil A method of calculating the length of a heating coil in consideration of the ship operating conditions, characterized in that the heat source, the type of cargo loaded in the ship tank, the material and diameter constituting the heating coil, and the size of the tank according to the basic design.
KR1020050059595A 2005-07-04 2005-07-04 Calculation for heating coil length in Tankers KR100720819B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020050059595A KR100720819B1 (en) 2005-07-04 2005-07-04 Calculation for heating coil length in Tankers

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020050059595A KR100720819B1 (en) 2005-07-04 2005-07-04 Calculation for heating coil length in Tankers

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20070004198A KR20070004198A (en) 2007-01-09
KR100720819B1 true KR100720819B1 (en) 2007-05-21

Family

ID=37870483

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020050059595A KR100720819B1 (en) 2005-07-04 2005-07-04 Calculation for heating coil length in Tankers

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100720819B1 (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19980075602A (en) * 1997-03-31 1998-11-16 윤종용 How to design the heatsink
KR20050007968A (en) * 2003-07-12 2005-01-21 두산중공업 주식회사 Boiler insulation thickness calculation method

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19980075602A (en) * 1997-03-31 1998-11-16 윤종용 How to design the heatsink
KR20050007968A (en) * 2003-07-12 2005-01-21 두산중공업 주식회사 Boiler insulation thickness calculation method

Also Published As

Publication number Publication date
KR20070004198A (en) 2007-01-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100720819B1 (en) Calculation for heating coil length in Tankers
US3945402A (en) Laminar flow pipe system
CN108388737B (en) Method and system for calculating liquid capacity of ship cabin cabinet
King et al. Plateau's problem as a singular limit of capillarity problems
KR101541311B1 (en) Method for calculating lng boil off rate in cargo system
EP1410929A3 (en) Heat exchanger
AU2014319618B2 (en) Float structure
JP2018507131A (en) Method and related system for configuring a ballast water treatment system
Magazinović Vertical arrangement of coils for efficient cargo tank heating
AU2018203513B2 (en) A barge for and method of water cooling an lng production plant
KR20190041229A (en) Apparatus for preventing freezing of ballast water
Bayram et al. Numerical investigation of the effects of different baffle types on the thermal performance of a shell and tube heat exchanger
CN211811374U (en) Asphalt storage device
JP4328350B2 (en) Vertical flat heater
CN209326424U (en) A kind of marine transportation equipment heat exchanger
Ivanov et al. Effect of gas flow direction on passive subsea cooler effectiveness
CN108563853B (en) Method for evaluating sloshing inherent period of liquid tank with horizontal partition plate
KR200383468Y1 (en) Heat Diffusion Type Bend Heater For A Vessel Oil Storage Tank
CN106556208A (en) Low tension outlet environment-support system under a kind of forced circulation flox condition
Bukhari Improving the Airlift pump prediction model for aquaculture Application
Hutchison Air entrainment and air-water separation in hydraulic air compressors
KR200354234Y1 (en) bending type heat exchanger for a vessel storage tank
CN110716475A (en) Control system of dry type transformer cooling device for offshore wind power generation
FI20175984A1 (en) Method and control system for controlling the recovery of heat energy from waste water running in a spiral pipe inside a container
CN114840971A (en) Method for determining heating steam consumption and heating coil area of cabin cabinet for ship

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20120514

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140509

Year of fee payment: 9

LAPS Lapse due to unpaid annual fee