상하수도 공학/펌프

펌프 계획수량, 대수

상수도용

용도	기준수량
취수, 도수펌프	계획 1일 최대 취수량
송수펌프	계획 1일 최대 급수량
배수펌프	계획 시간 최대 급수량

하수도용

하수배제 방식	펌프장 종류	계획하수량
분류식	중계펌프장 처리장 내 펌프장	계획 시간 최대오수량
	배수(우수)펌프장	계획 우수량
합류식	중계펌프장 처리장 내 펌프장	우천시 계획오수량 (계획 시간 최대오수량의 3배 이상)
	배수(우수)펌프장	계획하수량 - 우천시 계획오수량

비회전도

♣♣♣ 95, 99, 01, 05, 07, 14-3, 18-1, 19-1, 19-2 기사

$N_{s}=N\times {\frac {Q^{\frac {1}{2}}}{H^{\frac {3}{4}}}}\quad [{\text{무 차 원 }}]$

• N : 펌프의 회전수(rpm)
• Q : 펌프 양수량(m³/min 단위!!!! 조심!!!)
• H : 전양정(m). 만약 n단 원심펌프라고 하면 H/n을 분모에 대입.(12-2, 18-1 기사. 거의 안 나옴)

♣♣♣비회전도 크면 흡입구 흡입력 저하. 공동현상 발생 쉬움

축동력

♣♣♣ 기사 00, 03, 04, 18-2, 19-1 등등 / 실기 펌프준설 06-2, 10-2, 11-2

펌프의 축동력 P은 다음 식으로 구할 수 있다. Q를 양수량(m³/s 단위 명심!), H를 전양정(m)(전양정은 실양정과 손실 수두의 합이다. H = h_a + h_L), η를 펌프의 효율이라 할 때,

${\begin{aligned}P&=9.8{\frac {QH}{\eta }}\quad (kW)\\&=9.8{\frac {QH}{\eta }}\times 1.36\quad (HP)\quad (\because 1kW=1.36HP)\\\end{aligned}}$

9.8은 물의 단위중량 9.8kN/m³임. 실제로 넣고 계산해보면 동력 단위가 나온다.(PPT는 1.36 사용(미터법에서의 마력) 교과서는 야드파운드법 영국 마력 사용. 책 오류라고 생각)

원동기 출력

$R=P{\frac {1+\alpha }{\eta _{t}}}$

• P : 펌프 축동력(kW. 단위주의)
• α : 여유율. 전동기 0.1, 엔진 0.2 - 0.25
• η_t : 전동효율. 직결 1, v벨트 0.95

펌프 특성곡선

• 
  그래프엔 안 나오는데 축동력은 유량 증가에 따라 같이 증가하게 그릴 수 있다.
• 
  비회전도가 큰 축류펌프는 축동력이 유량 증가에 따라 감소하는데 여기까진 몰라도 될 듯?

공동현상(Cavitation)

흐름 중 국부적으로 증기압 이하로 되는 부분이 생겨 기화로 인해 공동이 발생하는 현상.

영향

• 펌프 성능 저하
• 소음, 진동
• 임펠러, 관 침식

♣♣♣ 대책

• 펌프 위치 낮게, 흡입양정 작게
• 흡입관 짧게. 부득이한 경우 흡입관 크게 해 손실 감소
• 임펠러 재질을 캐비테이션에 강한 것으로 사용

유효흡입수두(NPSH)

net positive suction head

이용할 수 있는 NPSH

$H_{sv}=H_{a}-h_{s}-h_{v}-h_{f}\quad [m]$

• H_a : 대기압(m). 표준대기압일 때 10.3m
• h_s : 흡입 높이(m)
• h_v : 수온에 해당하는 포화증기압 수두(m)
• h_f : 흡입관 총 손실 수두(m)

펌프가 필요로 하는 NPSH

두 가지 계산방식이 있음.

Thoma 계수에 의한 방법

펌프가 필요로 하는 NPSH(m)

$h_{sv}=\sigma H$

• σ : Thoma 공동계수
• H : 펌프 전양정(m)

흡입속도에 의한 방법

흡입비속도$(\doteqdot 1200)$

$S={\frac {Q^{\frac {1}{2}}}{{h_{sv}}^{\frac {3}{4}}}}$

공동현상 발생유무 확인

• $H_{sv}>1.3h_{sv}$ : 안전
• $H_{sv}<1.3h_{sv}$ : 공동현상 발생 염려 있음.