펌프 - Cavitation, NPSH 완벽대비 (전공정리/ 면접대비)

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펌프 - Cavitation, NPSH 완벽대비 (전공정리/ 면접대비)에 대한 보고서 자료입니다.

본문내용

황 (즉 특정 온도, 특정 압력)에서 주어지는 실제 압력과 그 온도에 따라 정해지는 포화수증기압을 비교하여 주어지는 압력이 포화수증기압보다 높으면 \'억누르는\'힘이 강하니, 증발을 잘 하지 못할 것이고 주어지는 압력이 포화수증기압보다 낮으면 누르는 힘보다 \'탈출하려는\'힘이 강하니 물이 박차고 나와 증발을 잘 하는 것이다.
Pump의 경우, Pump 내부의 압력이 있을테고 그 상황에서의 온도가 있을 것이다. (즉 포화수증기압이 주어질 것이다) 내부 압력이 그 온도에 대한 포화수증기압보다 높고 낮음에 따라 액체 내부에서 기포가 발생하거나 발생하지 않음이 결정되게 된다.
NPSHr (필요흡입수두)
Pump로 들어온 액체는 Impeller에서 가압되지 직전 일시적인 압력 강하가 발생하는데 이를 설명하자면 Impller측에서 강하게 내보내기 때문에, 그 직전에서는 \'suction\'을 당하는 상태라 볼 수 있고, 따라서 압력이 낮아지게 된다. 이때의 수두를 NPSHr이라 한다.
실제의 값이라기 보다는 Pump 작동에 필요한, 계산에 의해 주어지는 값이라고도 볼 수 있다.
NPSHr의 예
우선, 일반적인 상태에서의 표준 대기압은 1.0332kg/cm2이고 이는 진공 상태에서 물 10.332mAq에 해당하게 된다. (약 10m라 보자) 예를 들어 우물이 있고, 그 윗부분을 밀폐한 후 완전 진공으로 만들어버리면 (=대기압을 없애버리면) 지표면에 있던 물이 10m까지 상승하게 된다. 거꾸로 표현하면 압력가지고 아무리 장난을 쳐도 지하 10m 아래에 있는 물은 절대 퍼올릴 수 없단 얘기. NPSHr의 기준은, 이 \'10m\'이다. Pump의 예로 돌아와 NPSHr=7m이라고 한다면 10-7m=3m, 즉 Impeller로부터 지하 3m까지의 물을 퍼올릴 수 있는 성능을 가지고 있다는 얘기가 되고 거꾸로 말하자면 NPSHr 값이 낮은 Pump일수록 좀 더 깊은 곳의 물을 퍼올리는, 좋은 성능의 Pump가 된다고 할 수 있다.
NPSHr 구하기
① 실험에 의한 방법
펌프운전 시의 흡입압?을 점차 내려가면서 각 각의 토출량에 대한 펌프 전양전의 저하가 3%( )가 되는 경우의 흡입조건에서 계산
② Thoma의 Cavitation계수 graph에 의한 계산
Thoma의 계수 =
③ 비속도에 의한계산
예) rpm : 1750 Q : 2.4 : 1300 일 때 NPSHr 는?
이 펌프는 임펠러 입구에서의 진공도가 0.478 로 흡입능력은 1.0332-0.478=0.5552로 5.552m이다.
- NPSH 관련 문제
문)아래그림의 경우에 안전계수를 고려한 최대 값[m]를 구하라.
물탱크 : 정압8m, 수온 : 10℃, 흡입측배관손실수두 : 0.5m, 물탱크상부액 : 대기압 10℃에서 물의 비중량 : 999 kgf/m3
NPSHa=
Hs: 흡입면에서 펌프 기준면까지의 높이[m], 흡상“-”, 가압“+”
NPSHa=, NPSHr≤NPSHa/1.3= 17.72/1.3= 13.63m
따라서 NPSHr가 13.63m이하인 펌프로 선정, NPSH차원에서 펌프의 선정은 어떤 펌프도 가능하다는 결론이다.
문) 아래의 경우에 안전계수를 고려한 최대 NPSHr값[m]를 구하라.
물탱크: 부압3m, 수온: 10℃, 흡입측배관손실수두: 1.5m, 물탱크상부: 대기압=1.0332kgf/cm2
:999
NPSHa=
NPSHr≤NPSHa/1.3=5.72/1.3=4.4m, 따라서 NPSHr가 4.4m이하인 펌프로 선정
문) 아래그림의 경우에 NPSHa값[m]를 구하라.
물탱크: 정압3m, 수온: 10℃, 흡입측배관손실수두: 1.5m, 물탱크상부액: 대기압
10℃에서 물의 비중량: 999 kgf/m3
sol)
NPSHa=

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