펌프 동력

정의와 핵심 용어

펌프 동력은 단위 시간에 펌프가 유체에 공급하는 에너지다.

핵심 용어는 수동력, 축동력, 전양정이다. 수동력은 펌프가 물에 실제로 준 동력이다.

축동력은 전동기가 펌프 축에 공급하는 동력이고, 전양정은 유체가 얻는 에너지 수두다.

동력 전달과 수동력식

동력은 전동기, 펌프 축, 임펠러 순서로 전달되며 단계마다 손실이 생긴다.

물이 실제로 받는 수동력은 물의 무게 흐름 γQ에 전양정 H를 곱한 값이다.

축동력은 수동력을 펌프 효율로 나눈 값이며, 효율은 항상 1보다 작다.

전동기 입력은 축동력을 전동기 효율로 나눈 값이다.

계산 예제

예를 들어 유량 0.1m³/s, 전양정 20m, 펌프 효율 0.80, 전동기 효율 0.95인 경우를 보자.

수동력은 9.8 × 0.1 × 20 = 19.6kW이다.

축동력은 19.6을 0.80으로 나눈 24.5kW이다.

전동기 입력은 24.5를 0.95로 나눈 약 25.8kW이다. 전체 효율 0.76으로 나눠도 같은 결과다.

헷갈리기 쉬운 점

세 동력은 같은 양수량과 양정 조건에서 비교해야 한다.

펌프 효율이 작을수록 같은 수동력에 대해 축동력이 커진다.

시험에서 흔한 실수는 축동력과 수동력의 혼동, 단위 혼용, 여유율과 전동기 효율 누락이다.

정리

정리하면 수동력은 γQH, 축동력은 수동력을 펌프 효율로 나눈 값이다.

전동기 입력은 축동력을 전동기 효율로 나눈 값이고, 여유율은 설계기준에 따라 별도로 반영한다.

펌프 동력은 효율 곡선을 함께 보고 운전점에서 산정해야 한다.