FAVAD 이론

FAVAD 이론이란

FAVAD 이론은 배수관망의 누수량을 수압의 함수로 설명하는 이론이다.

누수는 구멍이 생긴 관에서 빠져나가는 흐름이므로 수압이 높을수록 누수량도 커진다.

수압을 낮추면 누수량이 줄어든다는 점이 수압관리와 유수율 제고의 근거가 된다.

고정 면적과 가변 면적

누수 구멍의 면적은 압력과 무관한 고정 면적과 압력에 따라 변하는 가변 면적으로 나뉜다.

고정 면적 누수는 파열이나 구멍처럼 면적이 수압과 무관한 누수다.

가변 면적 누수는 관의 팽창처럼 수압이 올라갈수록 구멍이 커지는 누수다.

FAVAD 식은 두 항을 합쳐 전체 누수량을 수압의 함수로 나타낸다.

계산 예제

기준 압력 40m에서 누수량 10m³/h인 블록을 가정한다. 고정 항 비율은 0.5, N1은 1.0이다.

압력을 30m로 낮추면 P/P0는 0.75다. 두 항을 각각 계산해 더하면 누수량은 약 8.08m³/h가 된다.

압력 저감률은 25%인데 누수 저감률은 약 19%다. 고정 항이 섞여 있어 저감 폭이 압력 저감률보다 작다.

같은 조건에서 단일 오리피스식(N=0.5)만 쓰면 8.66m³/h가 되어 저감량이 과소 평가된다.

시험 포인트

시험에서는 고정 면적 항과 가변 면적 항을 구분하는 문제가 자주 나온다.

두 항의 면적 변화 여부, 압력 지수, 주 대상 관종을 표로 비교해 정리한다.

흔한 실수는 FAVAD 식을 단순 오리피스 식과 혼동하는 것과 지수를 임의로 고정하는 것이다.

직접 풀어 보기

방금 본 고정 면적 항과 가변 면적 항을 떠올려 보자.

이제 직접 풀어 본다. 답을 골라 보자.

정답은 0.5다. 고정 면적 항은 오리피스 식과 같이 압력의 0.5승에 비례한다.

정리

정리하면 FAVAD는 고정 면적 방출과 가변 면적 방출을 합친 누수 식이다.

압력관리 효과를 계산할 때는 두 항을 모두 반영해야 누수 저감량을 정확히 본다.

수압을 낮추는 것이 유수율 제고의 핵심 근거다.