서지탱크 (Surge Tank)

정의

서지탱크는 관로의 수압이 급변할 때 수압 변동을 완화하는 설비다.

자유수면을 가진 수조가 수량을 흡수하고 공급해 관로와 펌프를 보호한다.

수격작용과 압력 변동을 줄이는 대표적인 수단이다.

작동 원리

밸브나 안내날개가 닫히면 관로 유량이 줄고 관내 압력이 상승한다.

남는 물이 수조로 들어가 수위가 올라 압력 상승을 흡수한다.

수조 수위의 수두가 서지압과 균형을 이루면 흐름이 반대로 바뀐다.

이 진동은 마찰에 의해 점차 감쇠한다. 부하가 증가하면 수조가 물을 공급한다.

형식 비교

서지탱크는 단동형, 차동형, 제수공형 같은 형식으로 나뉜다.

단동형은 구조가 단순하고 수격 흡수가 확실하지만 수조 용량이 커진다.

차동형은 라이저와 제수공으로 감쇠가 빨라 수조 용량을 줄인다.

제수공형은 경제적이나 단독보다 보조 수조로 쓰인다.

계산 예제

가상의 차동형 서지탱크로 라이저 단면적을 계산해 본다.

라이저 단면적은 수로 단면적의 70% 이상이어야 한다는 조건을 적용한다.

수로 단면적 10 m²에 0.7을 곱하면 라이저 단면적은 7.0 m²다.

7.0 m²는 수로 단면적보다 작고 비율 범위 안이라 상식 범위다.

앞 문제의 정답은 차동형이다. 라이저 덕분에 용량을 줄일 수 있다.

헷갈리는 점

채점에서 감점이 큰 부분을 짚고 간다.

상수도 문제는 수격 압력을 흡수하는 탱크로 정의해야 한다.

제수공형을 주 수격 흡수 설비로 설명하면 틀린다. 보조 수조로 쓴다.

무부하 시 수위가 저수지 수위와 같다는 평형 조건도 빠뜨리지 않는다.

정리

정리하면 서지탱크는 수격 압력을 흡수해 관로와 펌프를 보호하는 설비다.

형식은 구조, 수격 흡수, 용량을 기준으로 골라 쓴다.

시험에서는 정의와 기능, 표준형 조압수조의 구조와 작동 원리를 묻는다.