펌프 운전점

운전점이란

펌프 운전점은 펌프 성능곡선과 관로 저항곡선이 만나는 점이다.

두 곡선이 만나는 점에서 힘의 균형이 이루어져 펌프가 안정적으로 운전된다.

설계 유량과 양정이 실제 설비에서 어떻게 정해지는지를 결정하는 개념이다.

관로 저항곡선

관로 저항곡선은 배관계가 요구하는 양정을 유량에 따라 나타낸 곡선이다.

요구 양정은 실양정과 마찰손실을 더한 값이다. 마찰손실은 유량의 제곱에 비례한다.

그래서 저항곡선은 유량이 늘수록 위로 볼록하게 올라가는 포물선이 된다.

밸브를 조이면 k가 커져 곡선이 위로 올라가고 운전점이 이동한다.

운전점 결정

펌프 운전점은 펌프 성능곡선과 관로 저항곡선의 교점이다.

펌프는 자신의 성능곡선 위에서만, 배관계는 저항곡선 위에서만 운전된다.

두 곡선이 만나는 한 점에서 유량과 양정이 함께 정해진다.

운전점이 최고효율점 근처일수록 효율이 좋다는 점도 기억한다.

회전수 변화

회전수를 바꾸면 펌프 성능곡선이 상사법칙에 따라 이동한다.

유량은 회전수에 비례하고, 양정은 회전수의 제곱에 비례한다.

축동력은 회전수의 세제곱에 비례하므로 회전수 변화의 영향이 크다.

회전수를 낮추면 운전점은 저항곡선을 따라 유량과 양정이 함께 줄어든다.

계산 예제

같은 펌프를 970rpm에서 1450rpm으로 운전하는 교재 예제를 보자.

유량은 회전수 비율만큼, 양정은 회전수 비율의 제곱만큼 바뀐다.

계산하면 유량은 약 0.90m³/min, 양정은 약 20.6m가 된다.

양정은 회전수 증가율보다 훨씬 크게 늘어난다.

헷갈리는 점

가장 흔한 실수는 최고효율점을 운전점으로 착각하는 것이다.

최고효율점은 설계 기준점일 뿐 실제 운전점과 일치하지 않는 경우가 많다.

병렬 운전은 시스템 곡선이 완만하면 유량 증가가 제한된다.

정리

운전점은 펌프 성능곡선과 배관계 저항곡선이 만나는 점이다.

밸브는 저항곡선을, 회전수는 펌프 곡선을 바꿔 운전점을 옮긴다.

시험에서는 정의와 곡선 이동, 양정 차이에 따른 현상을 묻는다.