31. 수격현상(Water hammering)
=> 1. 수격현상의 개념
유로 단면적의 급격한 변화에 의해 압력파가 발생하여 소음과 충격을 일으키는 현상
2. 수격현상의 발생
1) 펌프의 급정지
2) 밸브의 급격한 폐쇄
3) 유속에 급격한 변화가 발생한 경우
4) 유체의 압력변동이 있는 경우
3. 수격현상의 충격파
1) 압력상승 공식
2) 유속 및 압력파의 속도에 비례
3) 충격파의 속도는 유체 내부에서 음속과 동일
4) 배관의 길이 및 형태는 무관
4. 수격현상의 문제점 및 방지대책
1) 문제점
(1) 배관의 파손
(2) 고압발생
(3) 배관의 진동 충격음 발생
2) 방지대책
(1) 배관경을 크게하여 배관 내 유속을 낮춘다
(2) 밸브 개폐를 서서히 한다
(3) 펌프에 플라이휠을 설치한다
(4) 펌프 토출측에 스모렌스키 체크밸브 설치
(5) 배관에 수격방지기를 적절한 위치에 설치한다
33. 맥동현상(surging)
=> 1. 맥동현상의 개념
펌프 운전 시 규칙적으로 양정, 토출양이 변화하는 현상
2. 맥동현상의 발생원인
1) 그림
2) 펌프의 H-Q 곡선에 산형구배
3) 배관 중에 물탱크나 공기탱크가 있을 때
4) 유량조절밸브가 탱크 뒤쪽에 있을 때
5) 임펠러 회전수를 변화시킬 때
6) 서징 발생영역인 토출량 이하로 운전
3. 맥동현상의 문제점 및 방지대책
1) 문제점
(1) 소음과 진동발생
(2) 펌프 성능저하
(3) 심하면 연결장치 파손
(4) 균일한 살수밀도 확보 곤란
2) 방지대책
(1) 펌프 H-Q곡선이 우하향 구배인 펌프를 사용
(2) 유량조절밸브를 토출측 직후에 설치
(3) 바이패스관을 사용
(4) 배관 중에 물탱크나 공기탱크 제거
35. NPSH(Net positive suction head)
=> 1. NPSH의 개념
1) 펌프가 흡입 할 수 있는 실제 흡입수두
2) 원심펌프의 진공능력(NPSHre)으로 펌프하단에 있는 수조의 물을 잘 흡입(NPSHav)할 수 있는 가능성 여부 확인
2. 원심펌프의 송수가능 조건
1) 공식
2) 유효흡입양정(NPSHav)는 펌프의 설치조건에 따라 결정되는 펌프에 가해지는 흡입양정
3) 필요흡입양정(NPSHre)는 펌프 회전에 의해 만들 수 있는 펌프 내부의 진공도
5. 펌프 설계 시 고려할 사항
1) NPSHav > NPSHre X 1.3
2) 경년에 따른 배관 노후화로 인한 마찰손실의 증대 고려
3) 배관의 노후화 등에 따른 누수의 고려
4) 경년에 따른 펌프의 성능저하 고려
6. 펌프의 흡입조건 개선을 위한 대책
1) 압력수조를 사용하여 대기압(Pa)의 증가
2) 흡입배관의 낙차를 가급적 작게 배관 설계하여 수면에서 펌프 흡입구 높이(Hh)의 감소
3) 임펠러의 회전속도를 줄여 물의 포화증기압에 의한 손실수두 (Hv)의 감소
4) 흡입측 배관길이 짧게, 배관경을 크게하고 굴곡부나 불필요한 배관부속과 버터플라이 밸브를 설치하여 흡입측 마찰손실 수두(Hf)의 감소
5) 펌프 설정 시 NPSHre가 충분히 작은 모델 선정
6) 양흡입 펌프로 설계
38. 공동현상(Cavitation)
=> 1. 공동현상의 개념
펌프 흡입 측 배관내의 압력이 국부적으로 포화증기압 이하로 내려가 물이 증발하여 기포가 생기는 현상
2. 공동현상 메카니즘
1) 그림
2) 압력이 낮을수록 저온에서는 액체는 기화된다
3) 임펠러의 회전 속도가 큰 경우
4) 유량이 크고 배관의 길이가 긴 경우
5) 흡입관경이 작은 경우
6) 펌프의 마찰 손실이 큰 경우
7) NPSHav < NPSHre 경우
5. 공동현상의 문제점 및 방지대책
1) 문제점
(1) 소음, 진동 발생
(2) 임펠러 침식 발생
(3) 소방펌프 성능저하
(4) 심하면 양수 불능
2) 방지대책
(1) 압력수조를 사용하여 대기압(Pa)의 증가
(2) 흡입배관의 낙차를 가급적 작게 배관 설계하여 수면에서 펌프 흡입구 높이(Hh)의 감소
(3) 임펠러의 회전속도를 줄여 물의 포화증기압에 의한 손실수두 (Hv)의 감소
(4) 흡입측 배관길이 짧게, 배관경을 크게하고 굴곡부나 불필요한 배관부속과 버터플라이 밸브를 설치하여 흡입측 마찰손실 수두(Hf)의 감소
(5) 펌프 설정 시 NPSHre가 충분히 작은 모델 선정
(6) 양흡입 펌프로 설계