펌프 흡입배관

펌프 흡입배관이란

펌프 흡입배관은 수원에서 펌프 입구까지 물을 보내는 배관이다.

펌프 성능과 수명을 좌우하는 설계 요소다.

입구 압력이 증기압 가까이 떨어지면 캐비테이션이 생긴다.

유효흡입양정

흡입배관은 수조에서 펌프 흡입구까지 이어지는 관로와 부속 전체다.

펌프 입구에서 계통이 주는 압력 여유가 유효흡입양정 NPSHa다.

NPSHa는 수위, 대기압, 배관 마찰손실로 정해진다.

이 값을 제작사가 정한 필요흡입양정 NPSHr과 비교한다.

NPSHa와 NPSHr

필요흡입양정 NPSHr은 제작사가 정하는 압력 여유 요구값이다.

NPSHr은 토출양정이 3% 떨어지는 점을 기준으로 정한다.

유량이 커지면 NPSHr도 커지므로 설계 유량에서 검토한다.

NPSHa가 NPSHr보다 커야 캐비테이션이 억제된다.

흡입 측 리듀서

흡입 측 리듀서는 관경을 줄이면서 공기 고임을 막는 것이 핵심이다.

동심 리듀서는 상부에 공기를 모아 큰 기포로 키운다.

편심 리듀서는 평면부를 위로 둬 공기가 머물 자리를 없앤다.

흡입관은 펌프 쪽으로 내려가는 하향 구배로 설치한다.

흡입구 와류와 엘보

흡입 와류를 막으려면 수면 아래 최소 침수깊이 S를 확보해야 한다.

침수깊이는 관경 D와 프루드 수 Fd로 검토한다.

벨마우스 지름은 관 외경의 1.5배로 잡는다.

펌프 흡입구 바로 앞 엘보는 피하고 직관 길이를 확보한다.

엘보가 가까우면 흐름이 치우쳐 와류와 선회가 생긴다.

계산 예제

가상의 예로 유량 1640 m³/h, 흡입 속도 1.5 m/s를 잡아 계산한다.

1640 m³/h는 0.4556 m³/s이고, 단면적은 A = Q/V로 구한다.

단면적은 0.3037 m²이고, 관경은 약 0.622 m로 계산된다.

이 값은 내경 기준의 대략값이며 설계 범위에 드는지 확인한다.

핵심 정리와 확인

마지막으로 흡입배관 설계의 핵심을 정리한다.

흡입 측 손실을 줄이고 수위를 확보해 NPSHa를 키운다.

편심 리듀서와 하향 구배로 공기 고임과 기포 흡입을 막는다.

이제 직접 풀어 보자.