유효흡입양정(NPSH)

정의와 두 가지 값

유효흡입양정은 펌프 흡입구에서 액체가 얼마나 여유 있게 도착하는지를 나타낸다.

이용 가능 NPSH는 설치 조건으로 정해지고, 필요 NPSH는 펌프 제작자가 정한다.

공동현상이 생기지 않으려면 NPSHa가 NPSHr보다 커야 한다.

NPSHa 계산식

이용 가능 NPSH는 흡입 측 절대압 수두에서 포화증기압 수두를 뺀 값이다.

개방형 흡입에서는 대기압 수두에서 흡입 양정, 흡입배관 손실, 증기압 수두를 뺀다.

Hs는 흡수면에서 임펠러 중심까지의 흡입 양정이다. 온도가 오르면 Hv가 커져 NPSHa가 준다.

계산 예제

예제 조건은 대기압 수두 10.332m, 흡입 양정 6m, 배관 손실 0.3m, 증기압 수두 0.25m이다.

흡입 양정은 펌프 중심이 흡수면보다 낮으므로 감산한다. 값을 대입하면 3.78m가 나온다.

NPSHa 3.78m는 NPSHr 4m보다 작으므로 공동현상 발생 조건이 된다.

이 경우 흡입 양정을 줄이거나 흡입배관 손실을 줄여야 한다.

흡입 양정을 낮추면

흡입 양정을 4m로 낮추면 NPSHa는 5.78m가 된다. 계산 방식은 앞의 예제와 같다.

5.78m는 NPSHr 4m보다 크므로 공동현상 판정을 통과한다.

흡입 양정 6m에서 4m로 낮추면 NPSHa가 3.78m에서 5.78m로 올라간다.

헷갈리는 점과 대책

NPSHa는 설치 조건으로 바뀌는 시스템 값이고, NPSHr은 펌프 고유의 값이다.

두 값을 같은 방식으로 계산하면 감점이 크다. 둘의 결정 주체를 구분해 쓴다.

공동현상 대책은 흡입 양정 축소, 회전수 감소, 관경 확대 등이다. 모두 NPSHa를 높이거나 NPSHr을 낮추는 방향이다.

정리

정리하면 NPSHa는 절대압 수두에서 포화증기압 수두를 뺀 값이다.

흡입 양정은 흡상이면 빼고 가압이면 더한다. NPSHa가 NPSHr보다 커야 한다.

시험에서는 정의, 계산식, 두 값의 비교 판정을 함께 쓴다.