원심 펌프 수두란 무엇이며 어떻게 계산하나요?
2024년 4월 29일 (월)
원심 펌프 수두란?
수두는 펌프가 유체를 끌어 올릴 수 있는 높이를 말하며, 일반적으로 미터 또는 피트로 측정됩니다. 이 용어는 주로 원심 펌프를 선택할 때 사용됩니다. 원심 펌프는 유체의 특정 중력과 독립적으로 작동하는 경향이 있으며, 이것을 상대 밀도라고 부릅니다.
수두와 압력의 차이
수두와 압력은 종종 혼동되지만, 두 파라미터 사이에는 근본적인 차이가 있습니다. 수두는 유체의 영향을 받지 않습니다. 즉, 펌프가 유체를 동일한 높이로 들어 올리는 데 필요한 높이로, 유체의 상대 밀도에 관계없이 동일합니다. 따라서 물이든 무거운 슬러지든 수두에 영향을 받지 않습니다.
하지만 압력은 유체에 따라 변합니다. 압력은 유체의 상대 밀도에 따라 결정되며 중력의 영향을 받습니다. 따라서 동일한 수두라도 유체의 상대 밀도에 따라 생성되는 압력은 다를 수 있습니다.
흡입 레벨
흡입 조건은 펌프의 수두와 밀접한 관련이 있습니다. 흡입 레벨이 낮으면 측정된 수두도 낮아지고, 그 반대의 경우도 마찬가지입니다. 펌프의 모터는 전기 에너지를 기계 에너지로 변환한 후 펌프가 유체에 압력을 가합니다. 따라서 흡입 수준을 높이거나 낮추면 유체의 잠재 압력이 변화합니다. 펌프가 전달하는 압력이 클수록 수두도 높아집니다.
총 수두를 계산하는 방법은?
그림 1: 마찰 손실은 배관의 길이와 크기, 굽힘, 게이트 밸브, 스트레이너, 유속에 따라 달라짐
펌프 제조업체는 흡입 레벨 파라미터를 직접 알 수 없기 때문에 펌프의 총 수두를 계산합니다. 이를 위해 해수면 위 높이로 측정된 총 흡입 수두를 총 토출 수두에서 뺍니다.
또한 마찰 손실을 고려해야 합니다. 마찰 손실은 유체가 배관을 통과할 때 발생하며 배관의 길이, 크기, 굽힘, 및 게이트 밸브에 따라 달라집니다. 수두와 마찰 손실의 합이 총 수두이며, 이는 펌프가 수행할 수 있는 작업을 나타내는 신뢰할 수 있는 지표입니다. 총 수두를 이용하여 유량 요구 사항과 함께 적절한 펌프를 선택할 수 있습니다.
펌프의 성능
그림 2: 아트라스콥코의 WEDA L100N(60Hz) 슬러리 펌프의 성능 곡선
데이터 시트에서 특정 속도(RPM)에서의 펌프 성능을 유량(Q) 대 수두 곡선(그림 2)으로 확인할 수 있습니다.
최대 수두(빨간색 원)에서 펌프의 유량이 0이거나 거의 없습니다. 이를 차단 수두라고 합니다. 펌프를 검토할 때 수두가 충분한 유량을 제공하는지 확인해야 합니다. 예를 들어, 펌프가 180m³/h (780USGPM)로 작동해야 하는 경우 최대 수두는 26m(86ft.)입니다. 이 선택 절차는 원심 펌프에만 적용됩니다. 피스톤 펌프와 같이 더 많은 압력을 제공할 수 있는 경우에는 유량 기준으로만 선택됩니다.
유량 단위는 북미에서 US 분당 갤런(USgpm)입니다. 그러나 미터법을 사용하는 국가에서는 분당 리터(l/min), 시간당 입방미터(m³/h) 및 초당 리터(l/s)일 수 있습니다. 따라서 선택 과정에서 단위를 확인해야 합니다.
작업에 적합한 펌프를 구매하거나 대여할 때 총 수두 파라미터가 매우 중요합니다. 흡입 레벨이나 유체 밀도와 같은 다른 기여 요인과는 관계없이 총 수두 파라미터는 펌프 성능을 정확하게 나타냅니다.