비속도·유효흡입수두·특성곡선

비속도 정의

비속도는 펌프의 형상을 나타내는 지수다. 같은 양정과 유량을 내는 닮은 펌프의 회전수로 정의된다.

정의의 기준은 최고효율점의 유량과 전양정이다. 이 점이 BEP다.

이 장에서는 비속도, 유효흡입수두, 특성곡선을 차례로 본다.

형상과 상사법칙

비속도가 작으면 반경류형, 커지면 축류형에 가깝다. 형식을 나누는 기준이다.

같은 비속도 펌프는 외경과 회전수가 달라도 성능 비율과 치수 비가 같다.

회전수 N이 바뀌면 유량은 N, 양정은 N², 축동력은 N³에 비례한다. 상사법칙이다.

정답은 반경류형이다. 비속도가 작으면 좁고 깊은 임펠러 형태다.

유효흡입수두

유효흡입수두는 흡입 측에 실제로 확보된 압력 여유를 수두로 나타낸 값이다.

흡입면 절대압에서 증기압을 빼고 밀도와 중력으로 나눈다. 여기에 흡입 실양정을 더하거나 빼고 손실수두를 뺀다.

NPSHa가 필요흡입수두 NPSHr보다 커야 양의 여유가 생긴다.

여유가 없으면 기포가 생기고 터져 임펠러 침식과 소음이 생긴다.

정답은 생기지 않는다. 여유가 NPSHr보다 커야 캐비테이션이 생기지 않는다.

특성곡선

특성곡선은 펌프의 운전 성능 지도다. 한 그림에 여러 곡선을 함께 그린다.

유량에 대해 양정, 축동력, 효율, 필요흡입수두의 변화를 나타낸다.

이 곡선과 시스템 곡선이 만나는 점이 실제 운전점이 된다.

흔한 실수

첫째, 비속도 식의 단위를 섞으면 안 된다. 단위계를 먼저 적고 계산한다.

둘째, 비속도가 크다고 효율이 무조건 높은 것은 아니다. 효율은 최고효율점 부근에서 형상에 맞게 정해진다.

셋째, 유효흡입수두는 흡입 조건의 문제이고 비속도는 형상의 문제다.

채점은 정의, 식, 형상 분류, 효율과 동력 영향의 네 축으로 나뉜다.

정리

정리하자. 비속도는 펌프 임펠러 형상을 나타내는 지수다.

비속도가 작으면 반경류형, 크면 축류형에 가깝다.

NPSHa가 NPSHr보다 커야 캐비테이션을 피한다.

특성곡선과 시스템 곡선의 교점이 실제 운전점이다.

비속도는 항상 단위계를 명시해 비교한다.