사용자:Gcd822/토목기사 오답노트/상하수도 공학/펌프장 시설

펌프의 종류

왼쪽부터 축류펌프 임펠러(Axial Flow Impeller), 사류펌프 임펠러(Mixed Flow Impeller), 원심펌프 임펠러(Centrifugal Impeller)(저양정-비속도 1900rpm, 중간양정-비속도 1220rpm)

축류펌프

• 축류 펌프(Axial flow pump)
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• 형태가 작고 기초공사비가 적게 듦
• 간단한 구조

09

• 저양정.(5m 이하) 양정 변화 크면 적당하지 않다.(15-2)
• 구경 400mm 이상에 선정(15-2)
• 비교회전도가 다른 펌프에 비해 매우 크다.(1200-2000) (01, 09)

사류펌프(mixed flow pump)

• 비교적 적은 공간 차지.
• 임펠러의 원심력, 양력작용에 의해 작동.
• 임펠러 교환에 따라 특성 변함
• 수명 길다.
• 효율이 좋으나 최대구경이 1000mm 정도.
• 전양정 5-10m, 구경 300mm 이상에 사용.(원심사류펌프, 15-2)
• 수위변화 있는 곳에 적합(01)

원심력 펌프

• 원심력 펌프(Centrifugal pump)
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• 하수도용 펌프 중 가장 널리 쓰이는 것: 원심력 펌프(95, 16-4)
• 일반적으로 효율 높다(16-4)
• 적은 유량을 가감하는 경우 소요동력이 적어도 운전에 지장 없음(16-4)
• 4m 이상 전양정, 80mm 이상 구경에 사용.(15-2)
• 공동현상 발생 적음(01)

스크류 펌프

• 스크류 펌프
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• 1차 슬러지 양수 시 사용.
• 간단한 구조. 회전수 작음(01)

펌프 관련식

축동력

♣♣♣00, 03, 04, 14-2, 18-2, 19-1 등등 / 수리학 14-1, 14-3, 18-1, 19-3 / 실기 펌프준설 06-2, 10-2, 11-2

펌프의 축동력 P은 다음 식으로 구할 수 있다. Q를 양수량(m³/s), 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.

97, 00 기출

80% 효율의 모터로 가동되는 85% 효율 펌프가 300L/s의 물을 25m 양수. 요구 마력수는?

---

${\begin{aligned}P&=1.36\times 9.8\times {\frac {25m\times 300\times 10^{-3}m^{3}/s}{0.85\times 0.80}}\\&=147HP\\\end{aligned}}$

모터 효율도 분모에 곱해주네...

비회전도

13-2

비회전도(비속도, 비교 회전도, N_s)란 임펠러가 1분당 1m³의 유량을 1m만큼 끌어올리는 데 필요한 회전수

♣♣99, 01, 05, 07, 12-3, 14-3, 18-1, 19-1, 19-2

$N_{s}=N\times {\frac {Q^{\frac {1}{2}}}{H^{\frac {3}{4}}}}$

• 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. 거의 안 나옴)

펌프의 특징

공동현상(cavitation)

방지책

01, 03, 06, 10, 12, 16-1

• 마찰 손실 작게
• 임펠러 속도 작게
• 흡입수두 작게(펌프 설치 위치 낮게). 흡입양정 표준 -5m까지
• 운전 중 펌프의 흡입측 밸브를 조절하면 공동현상(cavitation) 발생하므로 안 됨
• 흡입관 구경 크게

발생 조건

• 흡입 양정이 너무 크고 임펠러 회전 속도가 너무 빠르면 발생
• 펌프 흡수면 사이의 수직거리가 너무 길 때

펌프의 흡입관

00, 07, 12, 15-1

• 충분한 흡입수두를 가질 수 있게 한다.
• 흡입관은 가능하면 수평 설치를 피한다. 부득이한 경우는 가능한 짧게, 펌프를 향해 1/50 이상 경사로 한다.
• 흡입관에 공기 유입되지 않아야 함.
• 펌프 한 대에 하나의 흡입관

18-2

• 1.5-3.0m/s 표준유속

수격 작용 방지책

04, 13-1, 15-1, 19-1, 19-2

플라이휠. 펌프에 달린 건 아니고 스팀엔진에 달린 거임. 박물관 사진.

• 펌프에 플라이 휠 부착
• 토출관 쪽에 압력조절수조(surge tank) 설치
• 토출측 관로에 안전밸브, 공기밸브 설치