펌프 관련 기출 · 풀이
펌프계의 수격작용과 대책
수격작용(Water Hammer)은 펌프 급정지·급기동·밸브 급폐쇄 등으로 관로 내 유속이 급변할 때 압력파가 전파되며 발생하는 과도 압력현상으로, 압력상승값은 Joukowsky식 Δh=(a·ΔV)/g로 산정한다. 압력파 전파속도 a는 보통 1,000 m/s 내외이며, 과대 압력은 관 파손을, 부압은 관 좌굴·공동현상을 유발한다. 대책은 펌프측(플라이휠·토출밸브 제어)과 관로측(조압수조·압력조절수조·서지탱크·공기밸브·압력안전밸브)으로 구분된다.
전체 해설 보기펌프계에서의 수격작용과 이를 방지하기 위한 압력상승 경감 방법
수격작용(Water Hammer)은 펌프 급정지·밸브 급폐쇄로 관내 유속이 급변할 때 압력파가 전파되며 발생하는 과도현상으로, 과대 압력상승·부압에 의한 관 파손·역류를 유발한다. 압력파 전파속도와 유속변화에 비례(Joukowsky식 Δh=a·Δv/g)하며, 플라이휠·조압수조·서지탱크·완폐형 체크밸브·공기밸브 등으로 압력상승을 경감한다.
전체 해설 보기에너지 절감을 고려한 펌프 유량 제어 방법
펌프 유량 제어 방법은 밸브 교축, 회전수(VVVF) 제어, 대수(병렬운전) 제어, 바이패스 제어로 구분된다. 이 중 인버터를 이용한 회전수 제어는 상사법칙에 따라 동력이 회전수의 세제곱에 비례해 줄어들어 에너지 절감 효과가 가장 크다. 토출밸브 교축은 손실이 커 비효율적이며, 변동 유량 시설에서는 회전수 제어와 대수 제어를 조합해 고효율 운전점을 유지한다.
전체 해설 보기펌프의 공동현상
펌프의 공동현상(Cavitation)은 펌프 흡입측 국부 압력이 액체의 포화증기압 이하로 떨어져 기포가 생성·붕괴하면서 발생하는 현상으로, 소음·진동·양정저하·임펠러 침식을 일으킨다. 방지의 핵심 지표는 NPSH로, 이용가능흡입수두(NPSHav)가 필요흡입수두(NPSHre)보다 충분히 커야 하며(통상 NPSHav ≥ NPSHre × 1.3), 흡입양정·흡입관 손실 저감과 회전수 조정으로 예방한다.
전체 해설 보기펌프의 서징(Surging, 또는 맥동) 현상
펌프 서징(Surging)은 펌프와 관로계의 운전점이 불안정해져 토출 유량과 압력이 주기적으로 크게 맥동하는 현상으로, 양정곡선이 우상향(右上向) 구간을 갖는 펌프를 그 구간에서 소유량 운전할 때 주로 발생한다. 진동·소음·축추력 변동·캐비테이션을 동반해 펌프와 배관을 손상시키므로, 운전점을 양정곡선 우하향 구간에 두고 바이패스·인버터(VVVF)로 유량을 확보하여 방지한다.
전체 해설 보기펌프의 제어 방식에 대하여 설명하시오.
펌프 제어는 변동하는 유량·수위·수압에 대응해 효율적·안정적으로 운전하는 방식으로, 대수제어(대수운전), 회전수제어(VVVF/인버터), 밸브제어, 수위제어, 압력제어 등이 있다. 회전수제어는 상사법칙(Q∝N, H∝N제곱, P∝N세제곱)에 따라 저유량에서 동력을 크게 절감해 에너지효율이 가장 우수하다. 대수제어와 인버터를 조합해 변동 부하에 대응하는 것이 일반적이다.
전체 해설 보기펌프의 공동현상
펌프의 공동현상(Cavitation)은 흡입측 국부압력이 물의 포화증기압 이하로 떨어져 기포가 생성·소멸하며 임펠러를 침식하는 현상이다. 양정·효율 저하, 진동·소음, 깃 침식을 유발하며, 가용유효흡입수두(NPSHav)가 필요유효흡입수두(NPSHre)보다 커야(NPSHav > NPSHre) 방지된다. 흡입양정 저감·관경 확대·회전수 조정이 대책이다.
전체 해설 보기연관 출제 키워드
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