유체역학 (Fluid Mechanics) 7장 펌프 및 송풍기 7.1 펌프의 종류 7.2 원심펌프 7.3 펌프의 양정 7.4 펌프의 동력 및 효율 7.5 펌프의 직∙병렬 작동 7.6 비속도와 상사의 법칙 7.7 펌프의 이상 현상 7.8 소방펌프 7.9 송풍기

▪ 원심펌프는 날개의 회전차(Impeller)에 의한 원심력에 의하여 압력의 변화를 일으켜 유체를 수송하는 펌프이다. 7-2 원심펌프 ▪ 원심펌프는 날개의 회전차(Impeller)에 의한 원심력에 의하여 압력의 변화를 일으켜 유체를 수송하는 펌프이다. ◘ 구조와 원리 비중 S, 두 h인 유체의 압력 P = S × 9800 × h [Pa] = S ×0.1 × h [kgf /cm2] zm ○물이 채워진 용기가 축을 중심으로 일정한 각속도 ω [rad/s]로 회전하면, ○원심력으로 인해 가장자리로 작용하는 압력이 증가하고 ○중심부는 수위가 낮아져, 중심 바닥은 압력이 감소 ○따라서 외부에서 중심부로 물이 흡입 h0 : 회전하기 전 수면의 위치 h1 : 각속도 ω[rad/s]로 회전할 때 수면 중심 위치 zm: 벽면에서 수면의 높이

7-3 펌프의 양정 [1] 실양정(Ha : actual head) Ha = Hs + Hd Ha : 실양정= Hs + Hd ☞ 펌프를 중심으로 흡입액면에서 송출액면까지 수직 거리 Ha = Hs + Hd Ha : 실양정= Hs + Hd Hs : 흡입실양정 → 펌프를 중심으로 흡입액면까지 수직 거리 Hd : 송출실양정 → 펌프를 중심으로 송출액면까지 수직 거리

[2] 계기양정(Hm ; manometric head) ☞ 흡입관 측에 진공계기, 송출관 측에 압력계기를 부착하여 마찰손실을 계산 [3] 전양정(Ht ; total head) Ps : 흡입액면의 압력, Pd : 송출액면의 압력 vs : 흡입관에서 평균유속 vd : 송출관에서 평균유속 hl : 마찰손실수두  

예제7-1) 흡입배관과 토출배관의 구경이 같을 때 전양정은?   31.8[m]

예제7-2) 양수장치를 설계하고자 하는데 취급하는 액체는 500C 맑은 물이고, 흡입액면에 작용하는 압력은 대기압이며, 송출액면의 압력은 5[kgf /cm2]이다. 실양정은 30[m], 전체 손실수두는 5[m]이며, 흡입관과 송출관에서 유속이 같다면 전양정은?(단, 500C 맑은 물의 밀도는 988.1 kg/m3 이다.)   ☞ γ = ρg = 988.1 × 9.8 [N/m3]

예제7-3) 펌프를 운전해서 정격유량을 수송하고 있을 때, 압력계와 진공계의 눈금이 각각 38[m],2[m], 압력계와 진공계 수직거리가 40[cm]일때 계기양정은? (단, 흡입관과 송출관의 지름은 같다) 40.4[m]

∙ 관로에 유량 Q를 수송할때, 유체에 압력 P를 가해주어야 한다면, 펌프의 동력은 얼마나 되어야 할까요 ? 7-4 폄프의 동력 및 효율 [1] 펌프의 동력 ∙ 관로에 유량 Q를 수송할때, 유체에 압력 P를 가해주어야 한다면, 펌프의 동력은 얼마나 되어야 할까요 ?       ∙ P = g H 이므로 PQ = g HQ [W] ☞ 동력(또는 출력) 은 영어로 Power 이다. 따라서 기호는 P 로 표기한다. 압력의 기호와 혼동하지 말아야 한다.

☞ 즉, 수두 H 에 유량 Q를 수송할때 필요한 동력 P 는, 7-4 폄프의 동력 및 효율 [1] 펌프의 동력 ☞ 즉, 수두 H 에 유량 Q를 수송할때 필요한 동력 P 는,   ( 유량 Q의 단위 [m3/s] )   (유량 Q의 단위 [m3/min])  

에제7.5) 어떤 펌프의 토출량이 0.006 [m3/min], 전양정 25[m], 효율 65%, 전달계수가 1.1 일 때, 전동기의 용량은 ?   Q = 0.006 [m3/min], H = 25 [m], K = 1.1, h = 0.65

2011년 기계기사 2차 28. 유량이 0.5 m3/min일 때 손실수두가 5m인 관로를 통하여 20m 높이 위에 있는 저수조로 물을 이송하고자 한다. 펌프의 효율이 90%라고 할 때 펌프에 공급해야 하는 전력은 약 몇 kW인가?   전수두 H는 얼마인가 ? (수두 1 m는 9800 Pa = 9.8 kPa) 전수두 H = 위치두 + 압력두 + 마찰두 = 20 m + 0 m + 5 m = 25 m 2.264 [kW]

2010년 기계기사 3차 37. 물을 0.025 m3/s의 유량으로 퍼 올리고 있는 펌프가 있다. 흡입측 계기 압력은 - 3 kPa 이고 이보다 100 m 위에 위치한 곳의 계기 압력은 100 kPa이다. 배관에서 발생하는 마찰손실이 14 m 라 할때 펌프가 물에 가해야 할 동력은 몇 kW인가 ?(단, 흡입, 송출측 관지름은 모두 100 mm이고 물의 밀도는 1000 kg / m3이다.) ㉮ 10.3 ㉯ 16.7 ㉰ 21.8 ㉱ 30.5   ( Q [m3/s], H [m] ) 전수두 H는 얼마인가 ? (수두 1 m는 9800 Pa = 9.8 kPa) 전수두 H = 위치두 + 압력두 + 마찰두 = 100 m + 10.5 m + 14 m = 124.5 m

2010년 기계기사 1차 38. 펌프의 회전 속도가 1500 rpm 이고 압력상승이 6.86 MPa, 송출량이 53 l /min 일때 소비된 축동력은 7.4 kW이다. 펌프의 전효율은 약 몇 [%] 인가 ? ㉮ 94.6 ㉯ 79.8 ㉰ 80.3 ㉱ 81.9   Q = 53 l /min = 0.053 m3/min 전수두 H는 얼마인가 ? (수두 1 m 는 9.8 kPa) 전수두 H = 700 m

에제7. 6) 운전중의 펌프의 압력을 조사하였더니, 토출측 압력계는 5 에제7.6) 운전중의 펌프의 압력을 조사하였더니, 토출측 압력계는 5.5 [kgf /cm2], 흡입측의 진공계는 100 [mmHg]이다. 압력계는 진공계보다 30 [cm] 높은데 설치되어 있다. 다음 물음에 답하시오. ① 펌프의 전양정 5.5 [kgf /cm2] = 55 [mAq], 100 [mmHg] = 1.36 [mAq] ∴ 전양정 H = 55 [mAq] +1.36 [mAq] + 0.3 [mAq] = 56.66 [mAq] ② 펌프의 토출량이 260 [l/min]이다. 펌프의 기계효율이 0.7, 수력효율이 0.9, 체적효율이 0.95 이다. 축동력(KW)은 ? 전효율 η = 0.7 × 0.9 × 0.95 = 0.6 축동력(KW) = 4 [kW] ③ 전동기의 용량은 ? 전동기용량(KW) = 축동력 ∙ 전달계수 = 4.4 [kW]

7.596 [KW] 예제 7-22) 다음 그림과 같이 포소화 설비를 하였다. 아래 물음에 답하시오. (단 포헤드의 방사압두는 25[m], 배관상의 총마찰손실은 12[m], 펌프효율 60%, 전달계수 1.1임) ①최소 전양정은? 25 [m] + 12 [m] + 2.5 [m] = 39.5 [m] ②펌프동력은? (단 토출량은 643.5 [lpm]임) Q = 643.5 l /min = 0.6435 m3/min 7.596 [KW]

7-6 비속도와 상사의 법칙 [1] 비속도(specific speed) 펌프의 비속도 Ns는 ▪ 임펠러의 상사성 또는 ▪ 펌프의 특성 및 형식을 결정하는 데 이용

에제7.7) 양정 220[m], 회전수 2900[rpm], 비교회전도 176 [rpm]인 4단 원심펌프에서 유량 Q[m3/min]은?

에제7. 8) 양정 80[m], 회전수 1800[rpm], 토출량 15[m3/min]인 펌프가 있다 ① 편흡입 1단 펌프 ② 편흡입 2단 펌프 ③ 양흡입 1단 펌프

[2] 상사의 법칙(Affinity law-유사성) 7-6 비속도와 상사의 법칙 [2] 상사의 법칙(Affinity law-유사성) 비속도가 같으면, 펌프의 크기가 달라도 이를 상사라 함. ☞ 상사의 경우, 회전수(N), 임펠러의 지름(D)에 따라, 토출량 비 양정 비 축동력 비 ☞ 동일한 펌프를 다른 속도에서 운전할 경우에는, D1= D2

2011년 기계기사 3차 35. 회전속도 N(rpm) 일 때 송출량 Q( m3/min), H(m)인 원심폄프를 상사한 조건에서 회전속도를 1.4N(rpm) 으로 바꾸어 작동할 때 유량 및 전양정은? 토출량 비 양정 비 동일한 펌프이므로 D1 = D2 송출량은 1.4배, 양정비는 1.42 = 1.96

→ 1.21 H 2011년 기계기사 2차 35. 회전속도 1000 rpm 일 때 송출량 Q[m3/min], 전양정 H[m]인 원심펌프가 상사의 조건에서 송출량이 1.1 이 되도록 회전 속도를 증가시킬 때 전양정은 ? 토출량 비 양정 비 ▪ 동일한 펌프이다. ☞ D1= D2 → 1.21 H

에제7. 9) 어떤 폄프가 2000[rpm]으로 회전하며, 전양정 100[m]에, 0. 25[m3/s]의 수량을 방출한다 에제7.9) 어떤 폄프가 2000[rpm]으로 회전하며, 전양정 100[m]에, 0.25[m3/s]의 수량을 방출한다. 이것과 상사로서 크기가 2배되는 펌프가 1500[rpm]으로 운전할 때, 수량은 몇 [m3/s] 인가? 토출량 비

에제7. 10) 어떤 폄프가 2000[rpm]으로 회전하며, 전양정 100[m]에, 0. 25[m3/s]의 수량을 방출한다 에제7.10) 어떤 폄프가 2000[rpm]으로 회전하며, 전양정 100[m]에, 0.25[m3/s]의 수량을 방출한다. 이것과 상사로서 크기가 2배되는 펌프가 1500[rpm]으로 운전할 때, 전양정은? 양정 비 양정

에제7.11) 주파수가 50[Hz] 지역에서 펌프의 회전수가 1450[rpm] 인 경우에 양정 25[m]유량 4[m3/s], 축동력 22[KW]인 펌프가 60[Hz]지역에서 회전수가 1740[rpm]으로 된다면, 축동력은? 축동력 비 ▪ 동일한 펌프 ☞ D1= D2 축동력

10. 토출량 1.6 [m3 / min], 회전수 N = 1,200 rpm인 송수펌프가 있다. 이 송수 펌프의 회전수를 1,600 rpm 으로 하면 토출량 [m3 / min]은 얼마인가 ? 토출량 비 Q2 = 2.13[m3/min]

6. 물올림 중인 어느 수평 회전축 원심펌프에서 흡입측 측에 설치된 연성압력계가 500 mm Hg를 가르키고 있었다면, 이 펌프의 이론 흡입양정은 얼마인가 ? ( 단, 대기압은 절대압력으로 1.03 kgf /cm2 이다. ) ☞ 연성압력계는 진공압력계를 말한다. 1.03 kgf /cm2 = 760 mm Hg = 10.33 mH2O 1 [mH2O] = 73.5 [mmHg],  

17. 펌프의 흡입측 측에 설치된 연성계의 눈금이 0. 852 kgf /cm2 을 가르키고 있었다 0.852 kgf /cm2 = 8.52 mH2O

9. 양정 220 m, 회전수 N = 3,000 rpm,비교회전도 176 인 4단 원심펌프에서 유량 Q [m3 / min]을 구하시오. 비속도

15. 양정 1 H, 토출량 1Q인 송수펌프 2대를 병렬로 연결하면 펌프의 양정과 토출량은 ? ① 1H, 1Q ② 1H, 2Q ③ 2H, 1Q ④ 2H, 2Q ☞ 두 대의 펌프를 병렬 연결하면, ▪ 전 유량은 단일 펌프의 2배 가 되나, ▪ 압력은 단일 펌프 때와 같다

27. 원심펌프를 병렬 연결시 무엇이 어떻게 되는가 ? ① 유량증가 ② 양정증가 ③ 유량감소 ④ 양정감소

21. 양정 25 m, 송출량 0.14 m3 / min, 펌프 효율 60%인 2단 터어빈 펌프의 출력을 구하시오 ( 단 K = 1.1)

26. 양정 50 m, 회전수가 600 rpm 인 펌프가 있다. 회전수를 800 rpm 으로 하면 양정은 몇 m가 되겠는가 ?

40. 양수장치에서 실양정을 30 m, 흡입수변에 작용하는 압력은 대기압(101.3 kPa)이고 송수관에 작용하는 압력은 490.3 kPa 이다. 전관로의 수두가 7 m라면 펌프의 전양정은 몇 m인가 ? (단, 펌프의 흡입측과 토출측의 구경은 같다.) ㉮ 67.3 ㉯ 76.7 ㉰ 82.3 ㉱ 92.2

7장 주관식 2. 펌프 양수량이 0.6 [m3 / min], 관로의 전손실수두가 5m인 펌프가 펌프 중심으로 부터 1m 아래에 있는 물을 높이 20 m의 송출 액면에 양수하고자 할 때 펌프의 축동력은 얼마인가 ? ( 단, 펌프의 효율은 0.6 이다. )

11. 어떤 펌프가 2,000 rpm 으로 회전하여 전양정 100 m에 0.15 [m3 / s]의 수량을 방출한다. 이것과 상사로서 크기가 2배 되는 펌프가 1500 rpm 으로 운전될 때 수량은 몇 [m3 / s]가 되는가 ? 토출량 비

7-7 펌프의 이상 현상 [1] 펌프의 캐비테이션과 NPSH 1) 캐비테이션(cavitation)의 정의 ▪ 배관내 액체의 압력이 증기압 이하로 내려가서 국부적으로 비등 현상이 일어나 증기가 발생하여 증기 공동(空洞)을 만드는 현상 ▪ 흡입양정이 높거나, 물의 온도가 상승하면, 펌프 흡입구에서 물의 일부가 증발→기포발생 → 펌프의 임펠러를 거쳐 →토출구 → 압력상승 →기포 소멸 ▪ 소멸순간에, 소음, 진동, 관부식 및 심한 경우 펌프흡입 불능 상태 유발 ▪ 압력이 국부적으로 포화증기압 이하로 내려가서 기포가 생성되는 원인은, 흡입양정이 높거나, 유속의 급변 또는 와류의 발생, 유로에서 장애 등에 의해 발생

2) 흡입수두(NPSH, Net Positive Suction Head) cavitation의 발생을 막기 위해서는, 펌프를 설치하는 주변 조건과 환경에 따라 다음을 고려해야 함. ① 유효흡입수두(NPSHav) ② 필요흡입수두(NPSHre ) - 흡입능력으로 제작사의 펌프 고유특성임. 가) 유효흡입수두(유효흡입양정 NPSHav) ■ 유효 NPSH : 펌프와는 무관하게, 펌프 흡입구 중심까지 유입되어 들어오는 유체의 외부 압력을 절대압력으로 나타낸 값에서 포화증기압을 빼준 값으로, 즉,

가) 유효흡입수두(유효흡입양정 NPSHav) Hav : 이용가능한 유효 흡입양정(NPSH-available) Pa : 흡입수면의 절대압력 [kgf/m2](표준대기압 =10.332 [kgf/m2] HS : 흡입실양정 ☞흡수면에서 펌프까지 높이 ▪ 흡상일때 “-”, 압입일때 “+” Pvp : 포화증기압 [kgf/m2] hfs : 흡입측 총마찰손실수두 γ : 비중량 [kgf/m3] ► Hav 는 토출량이 증가하거나 흡입측 관로가 길어지는 만큼 작아져서 캐비테이션 위험도가 증가한다.

① 흡수면에 대기압이 작용할 때 NPSHav ☞ 그림에서 NPSHav는 : NPSHav = 10.3 [m] – 0.3 [m] – HS – hfs = 10 [m] – HS – hfs

② 흡수측이 밀폐수조인 경우 NPSHav ㄱ) 액면에 포화증기압 Pvp 가 작용할 때 ☞ HS 는 반드시 압입

ㄴ) 액면에 압력 PS(=[kgf /m2], abs )가 작용할 때      

= 10.35[m] - 0.24[m] - 4[m] - 0.7[m] = 5.41[m] ㄷ) NPSH의 계산시 ① 흡수면에 대기압이 작용하는 경우 1. 흡상의 경우 – 평지대 조건: 200C 물, 대기압 Pa=1.033  104[kgf /m2], 포화증기압 Pvp= 0.0238  104[kgf /m2], 비중량 γ =998.2[kgf /m3], HS =4[m]. 흡입관 총손실 = 0.7[m] = 10.35[m] - 0.24[m] - 4[m] - 0.7[m] = 5.41[m]

= 9.2[m] - 0.24[m] - 4[m] - 0.7[m] = 4.26[m] ①흡수면에 대기압이 작용하는 경우 조건: 200C 물, 대기압 Pa=0.918 104[kgf /m2], 포화증기압 Pvp=0.0238 104[kgf /m2], 비중량 γ =998.2[kgf /m3], HS=4[m]. 흡입관 총손실 = 0.7[m] = 9.2[m] - 0.24[m] - 4[m] - 0.7[m] = 4.26[m]

= 10.35[m] - 0.24[m] + 3[m] - 0.5[m] = 12.61[m] ①흡수면에 대기압이 작용하는 경우 3. 가압의 경우 – 평지대 조건: 200C 물, 대기압 Pa=1.033 104[kgf /m2], 포화증기압 Pvp=0.0238 104[kgf /m2], 비중량 γ = 998.2[kgf /m3], HS = 3[m]. 흡입관 총손실 = 0.5[m] = 10.35[m] - 0.24[m] + 3[m] - 0.5[m] = 12.61[m]

= 20.04[m] - 0.24[m] + 5[m] - 0.7[m] = 24.46[m] ②흡입측에 밀폐수조가 있는 경우 1. 내압작용의 경우 조건: 200C 물, 내압 Pa = 2.000 104[kgf /m2], 포화증기압 Pvp=0.0238 104[kgf /m2], 비중량 γ = 998.2[kgf /m3], HS =+5[m]. 흡입관 총손실 = 0.7[m] = 20.04[m] - 0.24[m] + 5[m] - 0.7[m] = 24.46[m]

= 21.47[m] - 21.47[m] + 5[m] - 0.7[m] = 4.3[m] ②흡입측에 밀폐수조가 있는 경우 2. 포화증기압 작용의 경우 조건: 1200C 뜨거운 물, 내압 Pa=2.000 104[kgf /m2], 포화증기압 Pvp=2.0000 104[kgf /m2], 비중량 γ =943.1[kgf /m3], HS=+5[m]. 흡입관 총손실 = 0.7[m] = 21.47[m] - 21.47[m] + 5[m] - 0.7[m] = 4.3[m]

나) 필요흡입수두 NPSHre ►회전차 입구까지 유입된 액체는 회전차에서 가압전에 일시적인 압력 강하가 발생하며, ►이에 해당하는 수두를 “필요흡입수두” 라 하며, ►펌프제작사에서 출시될 때 펌프가 가지는 고유 특성으로 ►펌프를 설치하는 위치 및 조건에는 무관함 펌프입구 회전차 입구 회전차 출구 필요흡입수두 NPSHre = a - c’

(가) Thoma의 캐비테이션 계수  – 실험적 계수 NPSHre= sH H : 임펠러 1단마다의 최고효율점에서 전양정

(나) 흡입비속도 ▪ NPSHav > 1.3  NPSHre ▪ 캐비테이션이 발생하지 않는 조건 : Q : 토출유량 [m3/min] – 양흡입의 경우 Q/2가 됨 n : 회전속도 [rpm] ▪ 캐비테이션이 발생하지 않는 조건 : ▪ NPSHav > 1.3  NPSHre

= 10[m] - 0.2[m] - 4.2[m] - 2.4[m] = 3.2[m] 에제7.13) 이 펌프가 가져야 할 최대 NPSH는? 조건: ①수온은 250C, 이 온도의 수증기 압력은 0.02[kgf /cm2], ②펌프의 사용 최대 송수량은 2000[lpm] ③펌프 흡입측 마찰손실 압력은 0.24[kgf /cm2], ④대기압력은 1[kgf /cm2], 밀도는 1[g /cm3], 배관에서 속도 수두는 무시한다. = 10[m] - 0.2[m] - 4.2[m] - 2.4[m] = 3.2[m]

= 10.33[m] - 0.238[m] - 3[m] - 0.8[m] = 6.3[m] 에제7.15) NPSHav 는? 조건: 200C 물, 포화증기압 Pvp= 0.0238 [kgf /cm2], 흡입관 총손실 = 0.8[m] = 10.33[m] - 0.238[m] - 3[m] - 0.8[m] = 6.3[m]

= 10.33[m] - 0.238[m] + 2[m] - 0.6[m] = 11.5[m] 에제7.16) NPSHav 는? 조건: 200C 물, 포화증기압 Pvp=0.0238 [kgf /cm2], 흡입관 총손실 = 0.6[m] = 10.33[m] - 0.238[m] + 2[m] - 0.6[m] = 11.5[m]

에제7.17) NPSHav 와 NPSHre 는? 펌프규격: 구경 D=1500[mm], 전양정 H = 5[m] 토출수량 Q=300[m3/min], n=175[rpm] 출력 PS =370[kW], 흡입비속도 S = 1300 비속도 nS =900[rpm, m3/min, m] 설치조건: 수온은 200C, 포화증기 압= 0.32[mH2O], 펌프 흡입측 마찰손실 압력은 0.1[mH2O] 대기압력은 10.33[mH2O] = 10.33[m] - 0.32[m] - 3[m] - 0.1[m] = 6.91[m] ∴ NPSHre = 0.612  5[m] = 3.1[m] → NPSHav > 1.3  NPSHre ∴ 캐비테이션은 발생하지 않음.

◘ 소방 펌프의 성능 곡선 ①체절운전시의 압력이 정격토출 압력의 1.4배를 초과하지 말아야 함. (체절운전이란, 토출측 배관의 모든 밸브를 잠그고 펌프를 가동하여 공회전 시키는 경우를 말함) ②펌프 가동 시, 정격토출량의 1.5배를 토출시킬 때, 정격토출압력의 65% 이상 유지

예) 정격토출량이 3050 lpm 이고 정격토출 압력이 70m일 때 요구되는 펌프의 성능은? ①체절운전시의 압력이 정격토출 압력의 1.4배를 초과하지 말아야 함. ☞ 체절점; 70[m] x 1.4 = 98[m] ②펌프 가동시, 정격토출량의 1.5배를 토출시킬 때, 정격 토출압력의 65% 이상 유지 ☞ 최대유량 = 3050[lpm] x 1.5 = 4575[lpm] 압력 = 70[m] x 0.65 = 45.5[m] 이상

예제 7-19) 기존 건물을 증축하여 증축부분에 sp를 설치하려 한다. 소화펌프의 신설없이 기존 펌프로 사용 가능 여부를 검토하시오. 조건 1. B점의 필요압력 2[kg/cm2], 유량은 400[lpm] 2. A점과 소화전노즐 a간의 마찰손실 압력은 1.5[kg/cm2] 3. 옥내소화전 노즐 방사시험 결과 압력은 4[kg/cm2]이고 이때 소화펌프 토출압력계는 13.6 [kg/cm2]를 지시 4. 소화펌프의 흡입 양정은 0 으로 가정 5. 배관의 C factor는 120 6. 소화펌프의 정격 유량 및 정격토출압은 2000[lpm], 10 [kg/cm2]이고, 성능 곡선은 다음 그립과 같다.

조건 3에서, 노즐 방사압이 4[kg/cm2]일때, 펌프 토출압은 13.6 [kg/cm2] 소화펌프의 정격 유량 및 정격토출압은 2000[lpm], 10 [kg/cm2]이므로, 펌프 토출압은 정격압의 136%, 그림에서 이때 토출량은 약 200 [lpm] 이때, 펌프에서 a 까지 수두는 136 [m]= A 지점 위치수두 + A-a간 마찰손실수두 + 노즐방사압두 + 관로마찰 손실수두 = 70 [m] + 15 [m] + 40 [m] + hl → hl = 11[m] = 1.1 [kg/cm2] ☞ 토출량이 200[lpm]일 때 펌프에서 A까지의 관로 압력강하 ΔPA = 1.1 [kg/cm2]

☞ 토출량이 200[lpm]일 때 A까지 관로에서 압력강하 ΔPA = 1.1 [kg/cm2] ◘ Hazen-Williams 식에서 ΔPA 는(5장) : = 1.1 [kg/cm2] → 토출량 200 [lpm] ► 토출량이 400 [lpm]일때 펌프에서 B까지 압력강하를 구해보자 → 조건이 같을 때 토출량만 2배가 되면, 즉, 토출량이 400[lpm]이면, Hazen-Williams 식에서 ① 펌프에서 A까지의 관로에서 압력강하 ΔP’A Hazen-Williams 식에서 유량만 변함 : ☞ 즉 배 증가 ∴ ΔP’A = 1.1 [kg/cm2] x 3.61 = 3.97 [kg/cm2] → 토출량 400 [lpm] ② A에서 B까지의 관로에서 압력강하 ΔP’A-B ☞ Hazen-Williams 식에서 ΔP’A-B 는;

① 펌프에서 A까지의 관로에서 압력강하 ΔP’A ∴ DP’A = 1.1 [kg/cm2] × 3.61 = 3.97 [kg/cm2] ② A에서 B까지의 관로에서 압력강하 ΔP’A-B ☞ Hazen-Williams 식에서 ΔP’A-B 는; ► 토출량이 400 [lpm]일때 펌프에서 B까지 압력강하는 : DP’ = DP’A + DP’A-B = 3.97 [kg/cm2] + 0.01 [kg/cm2] = 3.98 [kg/cm2]

■ 최종분석 ▪ 토출량이 400[lpm]일 때 펌프압은 성능곡선에서 약 13.4 [kg/cm2] ∴ B점에서 압력은 : (13.4 – 8 – 3.98)[kg/cm2] = 1.42[kg/cm2] ☞ 보조펌프 필요