Air Binding(공기장애)

정의

공기장애는 물속에 녹아 있던 공기가 기포로 빠져나와 쌓이는 운전 장애다.

기포가 여과층이나 배관의 유로를 막아 손실수두를 늘리고 유량을 줄인다.

핵심 용어는 용존공기, 기포 석출, 유효 단면적 감소 세 가지다.

발생 원리

기포는 수온이 오르거나 압력이 떨어질 때 용존 기체가 석출되며 생긴다.

이 기포가 여과층 공극이나 배관 굴곡부에 포집되면 유로가 막힌다.

헨리 법칙에 따라 압력이 낮고 온도가 높을수록 용해도가 줄어 기포가 생긴다.

여과지와 펌프

공기장애는 발생 위치에 따라 여과지 내부형과 배관·펌프형으로 나눈다.

여과지 내부형은 여과층에 기포가 고여 손실수두가 빨리 커진다.

배관·펌프형은 흡입 조건과 배관 형상이 원인이라 설계 단계에서 막는 것이 효과적이다.

계산 예제

여과 유량 Q는 여과 속도 v와 여과 면적 A의 곱이다.

v는 120m/day, A는 50㎡이면 Q는 6,000㎥/day가 된다.

이를 24시간으로 나누면 250㎥/h다.

기포로 유효 면적이 20% 줄어 40㎡가 된다.

같은 유량을 유지하려면 여과 속도를 직접 구해 보자.

정답 확인

정답은 150m/day다. 6,000을 40으로 나누면 된다.

면적이 줄면 같은 유량을 보내기 위해 여과 속도가 올라간다.

손실수두가 커지는 것은 이 속도 증가와 함께 나타난다.

그래서 기포 축적은 여과 능력과 유량을 함께 떨어뜨린다.

시험 포인트와 정리

시험에서는 정의, 원인, 대책을 항목별로 빠짐없이 쓴다.

정의에는 기포 축적, 유로 폐쇄, 손실수두 증가가 함께 나와야 한다.

원인은 하나만 쓰지 말고 대책과 짝을 맞춰 쓴다.

역세척 시기와 혼동하지 말고, 탁질누출과도 구분한다.