펌프의 사양결정 사항

[그림자(朴 鉉求)]

1.토출량: (㎥/min, ㎥/hr, Ton/day, G.P.M)필요유량의 10~20%

   여유를 보아준다.

2. 구 경: 가장 경제적이 되도록 정하는 것인데 그 표준은 흡입구경과

          수량범위(P45) 참조.
3. 전양정: (Total Head:M,Ft) 아래와 같이 결정한다.

* 펌프양정에 관하여(Pump Head)

펌프의 양정이라 함은 펌프가 물을 양수하는데 있어 보낼 수 있는 수직 높이를 말하는 것으로 실제수직높이에 관의 길이, 관의 직경에 따른 손실을 수직 높이로 환산하여 합한 전양정(Total Head)을 말하는 것입니다.

그런데 이 양정을 수직높이로 환산하는 것이 그리 쉬운일이 아니며 관장, 관경, 수량 관의 상태, 물의온도등에 따라 달라지는 것으로 잘못하여 너무 크게 잡으면 불필요한 고압펌프가 될뿐만 아니라 실제는 낮은 상태에서 운전되므로 물은 많이 나가더라도 과부하의 위험이 있고, 손실양정을 너무 적게 잡아 펌프를 선정하면 실제는 높은 상태로 물이 전혀 나오지 않든지 적게 나가게 되므로 적절히 선택치 않으면 실패하는 일이 생깁니다.

전양정(Ht) = A.흡입실양정(Hs) Actual Head of Suction
+ B.토출실양정(Hd) Actural Head of Delivery
+ C.유속양정(Hv) Head of Flow Velocity
+ D.관손실양정(Hf) Head of Friction

A. 흡입실양정(m) : 펌프의 흡입구 중심선에서 흡입수면까지의 수직높이
B. 토출실양정(m) : 펌프의 흡입구 중심선에서 저수조의 최고 수면까지의 수직높이
C. 유속양정(m) : 흡입과 토출관경의 차이에서 오는 것으로 관경이 같은 경우 전혀없고 다른 경우도 무시할 수 있을 정도로 그 값이 작음 Hv = Vd - Vs / 2g
D. 관손실양정(m) : 손실양정의 계산방법은 여러가지가 있지만, 가장 널리 이용되는 Darcy 공식을 소개하면 다음과 같다.

※ 관손실양정계산법(Darcy 공식)

Hf(m) = f x (L/D) x ((V x V) / 2g)

f : 관내의 마찰 손실계수(0.020+0.0005/D)신관, 구관 f=0.04
D : 관경(m)
L : 직관의 길이(m)
V : 관내유속(m/sec)
g : 중력가속도 (9.81m/sec2) 각종 배관 부속의 저항손실(수평직관해당길이 m 로 표시함)


각종 배관 부속의 저항손실(수평직관해당길이 m 로 표시함)

부속품/관경	15	20	25	32	40	50	65	80	100	125	150
90 엘보우	0.6	0.75	0.9	1.2	1.5	2.1	2.4	3.0	4.2	5.1	6.0
45엘보우	0.36	0.45	0.54	0.72	0.9	1.2	1.5	1.8	2.4	3.0	3.6
90 T 지관	0.9	1.2	1.5	1.8	2.1	3.0	3.6	4.5	6.3	7.9	9.9
90 T 주관	0.18	0.24	0.27	0.36	0.45	0.6	0.75	0.9	1.2	1.5	1.8
게이트 밸브	0.12	0.15	0.18	0.24	0.3	0.39	0.48	0.63	0.81	0.99	1.2
글로브 밸브	4.5	6.0	7.5	10.5	13.5	16.5	19.5	24.0	37.5	42.0	49.5

1. 전양정(Total Head) (m)
흡입수면부터 토출수면까지의 수직거리와, 관길이에 해당하는 마찰손실 및 기타 손실에 관한 길이로 한다. 만약 마찰손실수두를 알 수 없을 경우에는 다음 사항을 기재한다.
a.흡입관의 길이와 각종 관이음의 종류 및 갯수
b.토출관의 길이와 각종 관이음의 종류 및 개수


2. 유량(Flow Rate) (㎥/sec, ㎥/min, ㎥/hr, ㎥/day)
필요한 유량을 초당, 분당, 시간당으로 표시한다.


3. 액질(Quality of Fluid)
액체에 대한 성질은 동력 및 펌프의 성능, 펌프의 재질, 축봉장치에 영향을 주므로, 아래 사항을 명시하는 것이 좋다
a.액의 종류 (청수, 해수, 산, 알카리 등)
b.비중량 (kg/㎥)
c.온도 (℃,℉)
d.점도 (Poise, Centi-Poise)


4.원동기(Prim Mover)
a.원동기의 종류 및 형식
b.Motor의 경우 전압 (Volt), 극수(Pole), 주파수(Hz)
c.축 연결의 종류(직결, Belt)


5.펌프(Pump)
a.펌프의 형식 (예:편흡입 보류트 펌프, 터빈펌프 등)
b.흡토출구의 방향 (예:수평흡입, 수직토출 등)
c.흡토출구의 구경 (예: 50× 40 [흡입구경을 앞에 토출구경을 뒤에 표시한다])
d.펌프의 회전방향 (예:좌회전, 우회전) e.입축(입축)펌프일 경우에는 펌프의 길이 (예:1M)
전동기 동력 (Motor power) MHP=BHP(1+α) (α는 전동기의 여유율로 동력에 따라 가변적이다.)


6. 펌프의 동력계산 방법(Calculation Method of Pump Power)
a.이론동력 (Theoretical power) 여기서 Q= 유량(㎥/min)

Flow rate WHP= 0.163 γQH(Kw) Here H= 양정(m) Head = 0.222 γQH(HP) Υ= 비중 Specific weight
b.제동동력(Braking Power) BHP= WHP/ηp (펌프의 효율은 유량 및 Ns [비교회전도]에 따라 가변적이다)
c.전동기 동력(Motor Power) MHP=BHP(1+a)(a는 전동기의 여유율로 동력에 따라 가변적이다.)

전동기 여유율 API 610
전동기 용량(Motor Capacity)	여유율 (a) (Allowance Rate)
19 Kw 이하(Below 19Kw)	0.25
22 - 55 Kw	0.15
55Kw 초과(Over 55Kw)	01.0

1. 흡수수면에 가까이 설치할 것
a)펌프에 따라 흡입양정이 상이하나 보통 7-8m 이상이면 흡입불능임.
b)관경이 클수록 유속이 느리므로 손실이 적기 때문에 흡입고를 높일 수 있다.

2. 흡입관은 펌프측이 가장 높고 흡입수면쪽으로 경사져 낮도록 할것.
흡입측 수면이 펌프보다 높을 때는 관계없지만 흡입측 배관중 관이 펌프보다 낮다
하더라도 올라갔다 다시 내려오는 곳이 있으면 작동 불능

4. 카프링 중심을 맟출때 카프링 볼트를 뺀후 실시하고, 카프링 사이는 반드시 3-5mm 띄울것 카프링 볼트 너트는 운전중 빠지는 경우가 있으므로 단단히 조일 것

5. 메탈,베아링부 오일링이 있는경우 오일링이 윤활유에 충분히 잠겨서 돌아가는지 확인할 것

6. 펌프의 회전방향과 모터의 회전방향이 같은지 확인할 것

7. 가동직전 펌프내 충분히 만수를 시킨후 운전할 것이며 물이 나오지 않으면 즉시 가동을 중지하고 재만수 시킬 것

8. 펌프를 역회전하면 펌프가 파손 되므로 절대 금지할 것

9. 일반 펌프는 토출측 밸브를 기동시 서서히 열지만 축류 펌프는 완전히 개방할 것

10.그랜드를 조정할 것

원심 펌프는 흡입 양정이 과다하면 Ccvitaion 의 발생으로 유량 및 압력의 저하 또는 흡상작용을
상실하게 된다.
따라서 펌프가 설치될 조건에서의 유효 NPSH는 펌프의 필요 NPSH값 이상이 되어야 한다

유효흡입 양정의 계산

hsv : Net Positive Suction Head[m]
Pa : 흡입 수면의 압력(절대압력)[kg/㎡]
Hs : 흡입양정[m] 흡상일 때(-) 압입일 때 (+)
Hl : 흡입손실 양정[m]
Pdv : 수온에 있어서 증기압[kg/㎡]
Υ : 엑의 단위 체적의 중량 [kg/㎡]

예) 1.수온 25 ℃ 흡입양정 -6m 흡입관내의 손실을 무시하면
Pa = 10,330 kg/㎡
Pdv = 323 kg/㎡
Hl = 0
Υ = 1000 kg/㎡
Hsv = 10.33 - 6 - 2.07 = 4.01 m
2. 수온 60℃ 인 경우
Υ = 983 kg/㎡
Pdv = 2031 kg/㎡
Hsv = 10.52 - 6 - 2.07 = 2.45 m
2. Hs = 4m 압입,수온 100 ℃ 인 경우
Υ = 958 kg/㎡
Pcp = 10,330 kg/㎡
Hsv = 10.78 + 4 -10.78 = 4 m

단위 환산표(Unit Convesion Table)

feet x 0.3048 = m	m x 3.28084 = feet
gpm x 0.2271 = ㎥/h	㎥/h x 4.403 = gpm
pound x 0.4536 = kg	kg x 2.205 = pound
Hp x 0.7457 = Kw	Kw x 1.341 = Hp
psi x 0.0703 = kg/㎠	kg/㎠ x 14.223 = psi
kg/㎠ x 98.07 = kPa	kPa x 0.01097 = kg/㎠
kg/㎠ x 98.07 = kPa	kPa x 0.01097 = kg/㎠
ft3 x 0.02832 = ㎥	㎥ x 35.31 = ft3
gallon x 0.003785 = ㎥	㎥ x 264.2 = gallon

흡입 구경과 수량범위

흡입구경	수량범위(㎥/min)	흡입구경	수량범위(㎥/min)
40mm	- 0.22	100mm	0.8-2.50
50mm	0.12-0.40	125mm	1.0-4.0
65mm	0.25-0.80	150mm	2.0-6.3
80mm	0.50-1.60	200mm	3.15-12.5

고도에 대한 표준 대기압

해 발 고	대 기 압		평지에서 가능 흡입 양정의 감소량(m)
m	mmHg	수주(m)
0	760	10.33	0
250	740	10.06	0.30
500	720	9.78	0.60
750	699	9.50	0.85
1000	678	9.22	1.10
1250	658	8.95	1.40
1500	634	8.62	1.70
1750	617	8.40	1.95
2000	596	8.10	2.20
3000	526	7.15	3.20
4000	462	6.28	4.10

액온도에 따른 안전한 흡입조건

급수온도(℃)	비 중	포화증기압력(kgf/㎤)	운전상 안전한 펌프 흡입압력
0	0.999	0.0062	7.00	흡입양정(m)
20	0.998	0.024	6.50
40	0.992	0.075	5.00
60	0.983	0.203	3.00
70	0.978	0.318	1.50
75	0.975	0.393	1.00
80	0.972	0.483	0.00	압입압력 (kgf/㎤)
85	0.969	0.589	0.10
90	0.965	0.715	0.25
95	0.962	0.862	0.40
100	0.958	1.030	0.50
110	0.951	1.460	1.00
120	0.943	2.030	1.50
130	0.935	2.760	2.30
140	0.926	3.690	3.30
150	0.917	4.860	4.80
160	0.907	6.300	6.40
180	0.887	10.20	10.5
200	0.865	15.90	16.8

1) 상수도용 펌프   

a) 취수,송수펌프(수량 병화가 적고 전부하 운전시)     
계획취수량(/day)= 계획 1 일 최대급수량 x (1.1 ~ 1.51)     
계획송수량(/day)= 계획 1 일 최대급수량     
계획1일최대급수량 = 계획 1인 1 일 최대급수량 x 계획급수입구

1인 1일 최대급수량

계획급수인구	계획1인1일최대급수량(l)
1만인 이하	150-300
1만-5만	200-350
5만-10만	250-400
10만-30만	275-425

펌프의 댓수

계획 수량(㎥/day)	대 수
2,800이하	2(1예비)
2500-10,000	3(1예비)
9,000이상	4(1예비)

c) 옥내 소화전, 스프링쿨러의 필요수량

옥내소화전 설비개수	스프링쿨러 헤드수	필요유량(l/min)
1	-	150
2	-	300
3	-	450
4	-	600
5이상	-	750
-	10이하	900
-	11-20	1.800
-	21이상	2,700

2) 간이상수도용 펌프의 표준

  수압은 배수관에서부터 각급수관의 분기점에서 1.5kg/ 가보통이다.

업태별 1인 1일의 수도의 용량

업태별	1인1일평균사용량(l)	적 요
일반주택	100-200
오피스텔	150-300
아파트	80-160
요리업	70-140	내객포함
여 관	70-140	내객포함
극 장	8-15	내외객포함
학 교	30-60

송수관로의 평균유속

용 도	상 수 도	관계배수용	공업용수배관	급수용	복수기냉각용
평균유속(m/s)	0.5-1.5	1.5-3.0	1.5-2.0	1.5-2.5	2.0-3.0

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