펌프 진동

펌프 진동의 정의

펌프 진동은 유동 불안정과 회전체 결함에서 생기는 기계적 운동이다.

원인은 수력적 원인과 기계적 원인으로 나누어 본다.

이 구분이 틀리면 대책도 엇갈린다. 먼저 원인부터 나눠 보자.

두 갈래 원인

펌프 진동의 원인은 유체 쪽의 수력적 원인과 회전체 쪽의 기계적 원인으로 나뉜다.

수력적 원인은 임펠러, 케이싱, 배관의 유동에서 나오는 가진력이다.

기계적 원인은 축, 커플링, 베어링, 기초 같은 회전체와 지지 구조에서 나온다.

두 계열은 서로 영향을 준다. 캐비테이션 손상이 불균형을 키운다.

캐비테이션과 NPSH

캐비테이션은 흡입 측 압력이 증기압 아래로 내려가 기포가 생기는 현상이다.

기포는 붕괴하면서 충격 하중을 만들고 임펠러와 케이싱을 두드린다.

기포가 생기지 않으려면 NPSHA가 NPSHR보다 커야 한다.

NPSHA는 흡입 측 절대압력, 흡입 유속, 액의 증기압으로 정해진다.

날개통과주파수 계산

기계적 원인은 운전 조건과 무관하게 일정한 회전 주파수 성분으로 나타나는 경우가 많다.

가상의 예로 날개가 6장이고 회전수가 1,800rpm인 펌프를 보자.

회전 주파수는 1,800을 60으로 나눈 30Hz다.

날개통과주파수는 날개 수 6에 30을 곱한 180Hz가 된다.

정답은 100Hz다. 25Hz에 날개 수 4를 곱하면 된다.

두 원인의 비교

수력적 원인과 기계적 원인은 발생 위치와 주파수 성분이 다르다.

수력적 원인은 유동 조건이 바뀌면 진동도 함께 바뀐다.

기계적 원인은 운전 조건과 무관하게 1X 성분으로 나타나는 경우가 많다.

그래서 유량과 흡입 압력을 함께 기록해야 원인을 가려낸다.

정리와 시험 포인트

펌프 진동은 수력적 원인과 기계적 원인을 나누어 진단한다.

캐비테이션은 흡입 조건 개선이 근본 대책이다. NPSHA가 NPSHR보다 커야 한다.

답안은 원인, 현상, 대책을 한 줄씩 짝지어 쓴다.