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< 산업용 펌프 > < Centrifugal Pump > PowerPoint PPT Presentation


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< 산업용 펌프 > < Centrifugal Pump >. 펌프의 종류 펌프의 원리 펌프 관련 기술 용어 펌프의 운전 유량 / 양정 계산법 TROUBLE 유형별 문제점 및 대책 소방펌프의 선정 승인서류 작성법 기타 자료 모델명 부여 기준 /OPTION 사항 배수용 / 공사용 수중펌프. 2002.09.10. 1. 펌프의 종류. 1-1. 기본 분류. 1. 원리 구조별. 2. 동력별. 3. 사용재질별. 4. 취급액별. ● 청수용 ● 오수 / 오물용 ● 온수용 / 고온수용

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< 산업용 펌프 > < Centrifugal Pump >

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- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

Presentation Transcript


Centrifugal pump

< 산업용 펌프>

< Centrifugal Pump >

  • 펌프의 종류

  • 펌프의 원리

  • 펌프 관련 기술 용어

  • 펌프의 운전

  • 유량/양정 계산법

  • TROUBLE 유형별 문제점 및 대책

  • 소방펌프의 선정

  • 승인서류 작성법

  • 기타 자료

  • 모델명 부여 기준/OPTION 사항

  • 배수용/공사용 수중펌프

2002.09.10


Centrifugal pump

1. 펌프의 종류

1-1. 기본 분류

1. 원리 구조별

2. 동력별

3. 사용재질별

4.취급액별

● 청수용

● 오수/오물용

● 온수용/고온수용

● 특수액용

● 냉매액용

● 냉수용

● 세수(洗水)용

● 기름용

● 유압용

비용적식

모터펌프

주철제

커플링 직결

모터축 직결

V벨트 직결

평벨트 구동

단단

일반 범용펌프에 사용

볼류트

수평

수직

다단

●원심펌프

●교류

단단

터어빈

도금펌프

다단

●직류-자동차 배터리 사용

축류

주요부품의 도금 또는

스테인레스 주물 사용

●프로펠러펌프

사류

깊은우물용

토목공사용

설비용

수직

수평-수직형과

동일

케스케이드

●점성펌프

●수중

주강제

5.Sealing방법별

용적식

고압용에 사용

수직

수평

글랜드패킹

피스톤

플런저

다이아프램

수동펌프

고규소 주강제

수직

수평

구조 간단, 교환 용이,

가격 저렴

●왕복펌프

고내식성, 강도가 약하여

취급에 주의.

타력용

台달림

●手押(수압)펌프

미케니컬 시일

●수동테스트펌프

내치

외치

고무라이닝

기어

편심

나사

* 외장형, 내장형

* Un-balance, Balance

* Single, Double

●윙(Wing)펌프

내식, 내마모를 위해

접액부를 고무로

라이닝함.

베인

로울러

●다이아프람펌프

●회전펌프

1葉(엽)

2葉

3葉

오일 시일

기 타

특수합금

구조 간단, 장착 용이

고온 부적당, 축 손상

티타늄, 하스텔로이등

내식,내마모성 우수

특수식

●무동력펌프

●엔진펌프-가솔린,등유,

경유,디젤

●제트펌프(분사펌프)

난시일(None-Seal)

테프론, 플라스틱

●워싱톤-증기압력 이용하여

작동시키는

피스톤펌프

●기포펌프(에어리프트

:Air-Lift)

* 캔드 모터

* 다이아프람

●수격펌프(무동력)

내식성 우수


Centrifugal pump

1. 펌프의 종류

1-2. 형식별 분류

VOLUTE PUMP

원심식

TURBINE PUMP

VOLUTE PUMP

터보형

사류식

TURBINE PUMP

축류펌프

축류식

피스톤펌프

왕복식

플런져펌프

다이아프램펌프

펌 프

용적형

기어펌프

베인펌프

회전식

나사펌프

캠펌프

스크류펌프

와류펌프

제트펌프

수격펌프

점성펌프

특수형

관성펌프

나사펌프

캠펌프

스크류펌프


Centrifugal pump

2. 펌프의 원리

원심펌프란?

원심력을 이용하여 물을 낮은곳에서 높은곳으로 올리는 펌프

빨아올리는 능력

(흡입능력)

펌프의 능력

밀어올리는 능력

(토출능력 = 압상능력)

흡입 능력

수은속에 한쪽이 막힌

유리관을 넣고 막힌 쪽을

수직으로 세우면 수은면에서

76㎝ 올라간다.

대기의 압력이

밀고있기 때문

절대진공

* 수은 비중 : 13.6 (물의 13.6배)

76㎝

* 수은 대신 물일 경우

76cmHg(수은) = 76cm x 13.6 Aq(in Water)

= 1033.6㎝Aq = 10.33m 흡입 가능

(즉, 파이프를 세우고 어떤 방법으로 관의 공기를 빼서

진공이 되도록 하여 주면,물일경우 약 10m 올라감.)

수은

수은속에 세운 유리관 위에 생긴 진공 (수은을 76㎝ 빨아 올림):

진공도 760mmHg

절대진공

* 일반 물펌프의 경우 여러가지 구조상 문제로 절대진공을 만드는것은 불가능함.

(매우 적은 틈새라도 있으면 단번에 공기가 침입하여 진공도는 저하)

* 진공펌프 : 높은 진공도를 만드는 펌프 (물펌프와는 별도로 함)


Centrifugal pump

2. 펌프의 원리

물펌프의 진공도

수은주 높이 60㎝(수주 8m) ~ 45㎝(수주 6m) 정도

물펌프의 흡상능력: 보통 8m ~ 6m

높은 진공도를 필요로 하는 물펌프를 만들면

구조상 가격이 매우 비싸지고, 상품화가 힘듬.

압상능력은 이론적으로 무한대임.

즉, 기술 연구만하면 얼마든지 높이 올릴수 있슴.

압상능력

★ 양수 순서

★ 볼류트 Type & 터어빈 Type

펌프內 만수

안내날개

임펠러를 고속 회전

물이 임펠러로 교반에너지 부여

원심력으로 외주로 흐름

토 출

볼류트

Impeller

터어빈

중심부에 충만된 물 토출 ⇒

중심부 압력저하(진공에 가까워짐)

* 안내날개 : 임펠러로 부터 부여된

흡수관 물이 대기의 압력에 의해

임펠러 중심으로 흡입

速度에너지 ⇒ 壓力에너지

로 능숙하게 변환하는 하나의 수단

(마찰저항등 필요없이 일을 소모시키지 않음)

연속적으로 펌프작용을 받아

흡상, 압상

* 원심력 : 회전력으로 인해 비산되는 힘

** 교반에너지 : 휘저어 섞는 힘


Centrifugal pump

B

A

C

2. 펌프의 원리

★ 자흡식펌프의 원리

★ 양수 순서

토출

※볼류트(비자흡식):

운전전에 펌프본체 및

흡수관에 만수를 시키지

않으면『공회전』이 되고,

펌프작용을 못함.

※자흡식:

1회만 呼水를 하면

다음은 呼水하지 않아도

되도록 설계

(a)운전 전

상태

펌프내 呼水를 하면 임펠러는

완전히 수몰

흡입

(b)운전

개시

A실의 물이 B실로 이동

B

A

C

B실의 물은 C실을 지나

재유입구로 다시 임펠러로

들어감

A실의 공기는 물과 혼합되어

임펠러에 유입, B실을 지나

기수분리대에서 분리되어

토출관으로 나감

재유입구

(a) 운전 전의 상태

공기

토출

체크밸브

이것을 반복하는 동안

흡입관내의 공기는 점차

배출되고 물이 올라옴

기수분리대

A

B

흡입관내의 공기가 모두

배출되면 A실에 일시에 물이

유입되고 呼水작용이 완료,

정상운전이 됨

(c)정상운전

C

공기

운전정지시 흡입관내의

물은 떨어지고 밸브가 막혀

차기에 필요한 물만 남음

(d)운전정지

(b) 운전개시

(C)정상운전시 상태


Centrifugal pump

3. 펌프 관련 기술 용어

3-1. NPSHre/NPSHav

Pa = 1.03kgf/cm2

= 10.3 H2O

Hs

Hℓ2

Hℓ1

NPSHav = Pa-Vp-Hs-Hℓ ≒ Pa-Hl ≒ 10-Hℓ

(현장이 펌프에 주는 ENERGY)

--현장의 허용 유효 흡입 양정

NPSHre = Hℓ1 + Hℓ2

(펌프 흡입 FLANGE에서 임펠러

입구까지의 손실 양정)

--요구 유효 흡입 양정

여기서 NPSHav는 적어도 NPSHre보다는 커야 함

즉 현장에서 펌프에 주는 ENERGY가 펌프에서 생기는

손실 ENERGY보다는 커야 함.

Q, H가 동일할 경우 I/P의 크기와 NPSHav의 변화

(회전수가 작아지면 손실(Hℓ)도 작아진다.)


Centrifugal pump

온도

포화증기압

비중량

온도

포화증기압

비중량

온도

포화증기압

비중량

온도

포화증기압

비중량

(℃)

(Kgf/㎠)

(Kgf/L)

(℃)

(Kgf/㎠)

(Kgf/L)

(℃)

(Kgf/㎠)

(Kgf/L)

(℃)

(Kgf/㎠)

(Kgf/L)

1

0.0067606

0.99985

26

0.0344850

0.99664

51

0.1335450

0.98752

76

0.4169520

0.97420

2

0.0072932

0.99990

27

0.0366790

0.99638

52

0.1412800

0.98704

77

0.4334190

0.97360

3

0.0078258

0.99995

28

0.0388730

0.99612

53

0.1490150

0.98656

78

0.4499360

0.97300

4

0.0083584

1.00000

29

0.0410670

0.99586

54

0.1567500

0.98608

79

0.4645300

0.97240

5

0.0088910

1.00000

30

0.0432610

0.99560

55

0.1644850

0.98560

80

0.4829700

0.97180

N Q

6

0.0096154

0.99994

31

0.0460762

0.99526

56

0.1722200

0.98512

81

0.5061660

0.97115

S

7

0.0103398

0.99998

32

0.0488914

0.99492

57

0.1799550

0.98464

82

0.5293620

0.97050

8

0.0110642

0.99982

33

0.0517066

0.99458

58

0.1876900

0.98416

83

0.5525580

0.96985

9

0.0117886

0.99976

34

0.0545218

0.99424

59

0.1954250

0.98368

84

0.5757540

0.96920

10

0.0125130

0.99970

35

0.0573270

0.99390

60

0.2031600

0.98320

85

0.5989500

0.96855

11

0.0134860

0.99950

36

0.0609136

0.99356

61

0.2146240

0.98266

86

0.6221460

0.96790

12

0.0144590

0.99940

37

0.0644902

0.99322

62

0.2260880

0.98212

87

0.6453420

0.96725

13

0.0154320

0.99925

38

0.0680668

0.99288

63

0.2375520

0.98158

88

0.6685380

0.96660

14

0.0164050

0.99910

39

0.0716434

0.99254

64

0.2490160

0.98104

89

0.6917340

0.96595

15

0.0173780

0.99895

40

0.0752200

0.99220

65

0.2604800

0.98050

90

0.7149300

0.96530

16

0.0186684

0.99880

41

0.0802790

0.99178

66

0.2719440

0.97996

91

0.7467800

0.96461

17

0.0199588

0.99865

42

0.0853380

0.99136

67

0.2834080

0.97942

92

0.7785900

0.96392

18

0.0212492

0.99850

43

0.0903970

0.99094

68

0.2948720

0.97888

93

0.8104200

0.96233

19

0.0225396

0.99835

44

0.0954560

0.99052

69

0.3063360

0.97834

94

0.8422500

0.96254

20

0.0238300

0.99820

45

0.1005150

0.99010

70

0.3178000

0.97780

95

0.8740800

0.96185

21

0.0255222

0.99794

46

0.1055740

0.98968

71

0.3343170

0.97720

96

0.9059100

0.96116

22

0.0272144

0.99768

47

0.1106330

0.98926

72

0.3508340

0.97660

97

0.9377400

0.96047

23

0.0289066

0.99742

48

0.1156920

0.98884

73

0.3673510

0.97600

98

0.9695700

0.95978

24

0.0305988

0.99716

49

0.1207500

0.98842

74

0.3838600

0.97540

99

1.0014000

0.95909

25

0.0322910

0.99690

50

0.1258100

0.98800

75

0.4003850

0.97480

100

1.0332300

0.95840

3. 펌프 관련 기술 용어

4/3

( )

NPSHre = K1 x V2/2g + K2 x W2/2g ≒

K1 : 배관 손실 계수

K2 : 베인에서의 손실 계수

S : 흡입 비속도(MAKER 마다 다름, 보통 약 1200 정도로 계산함)

결론 : Cavitation을 일으키지 않기 위해서는 모든 운전점에서 NPSHav > NPSHre이면 됨.

H

NPSHre곡선

Cavitation 발생점

NPSHav곡선

Q

물의 온도에 따른 포화증기압


Centrifugal pump

H

3/4

Q

Ns =

n

3. 펌프 관련 기술 용어

3-2. 비교회전도

★ 비교회전도=비교회전수=비속도=Specific Speed

펌프의 성능을 표시하거나 임펠러의 형상 또는 가장

적합한 회전수를 결정할때의 단위

비속도에 따라 임펠러의 형상이 정해지고

펌프의 특성이 정해진다.

n : 임펠러의 회전수 (rpm)

H : 펌프 전양정(m)

Q : 펌프 양수량(㎥/min)

Ns : 비속도

★ Ns와 효율과의 관계

구 분

H-Q구배

축동력

효 율

Ns

효율

Ns가

낮아지면

(600이하)

토출량의

증가에

따라 증가

곡율반경

이 평탄함

완만하다

50

100

200

400

최고점

근처의

곡율반경

이 작아짐

Ns가

높아지면

(600이상)

체절점

에서 가장

크다

1000

가파르다

3000


Centrifugal pump

100℃ 비등

평지(1기압)

3. 펌프 관련 기술 용어

3-3. Cavitation

Cavitation (공동현상) 발생 과정

진동,소음

유발

임펠러 입구

압력저하 발생

펌프성능

저하

펌프 운전

압력< 포화증기압

기포발생

* 임펠러 입구가 높은 진공상태로

변하면 수중에 용해되어 있는

공기가 분리되어 기포 발생

기포가 고압부에 오면

소멸하지만 이것을

반복하면 진동,소음 유발

★ 포화증기압

(유체가 비등할때의 압력)

60℃ 에서 비등

고산(0.2기압)

* Cavitation이 발생하지 않는 조건

운전중 항상

NPSHav > NPSHre (1+α)

α > 0.3 (단, NPSHre x 0.3 > 0.5m)

* Cavitation이 방지책

1) 흡입양정을 줄인다.

2) 흡입관 손실을 줄인다.

3) 스트레이너 통수면적을 크게 잡고 청소를

자주한다.

4) 규정회전수내 운전

5) 양정에 필요이상 양정을 잡지 않는다.

6) 耐 Cavitation 재질 사용 (Sus,...)


Centrifugal pump

3. 펌프 관련 기술 용어

3-4. Water Hammer

Water Hammer

:관로내 유체속도의 급격한 변화에 따라 유체압력이 상승 또는 강하하는 현상

발생조건

1.펌프 운전중의 정전: 전동기의 동력이 급격히 떨어졌을때에 관로의

형상등에 의해 일어남.

2. 관내 물의 흐름을 전자변(Valve)과 같은 밸브로 순간적으로 막을때

3. 밸브가 열린 상태에서 펌프가 정지하는 경우, 역지변의 닫힘이 늦어

토출관의 물이 역류하고 닫힐때

제1단계(부압발생단계)

제2단계(압력상승단계)

원인 : 관성력의 존재

밀려간 물이 되돌아 옴

→ 압력상승 발생

→ 관로 파손

cf. 역지변이 닫힐경우도

압력상승 발생

→ 토출관 파손

송수중 펌프의 동력 끊어짐

→ 물에 관성력 작용

→ 펌프쪽 배관 밀도 떨어짐

→ 경우에 따라 완전히 진공상태가 됨

단계별

현상

부압이 발생하고 수주분리 발생을 방지

수류 역류 및 압력상승 발생을 방지

① 급폐역지변을 이용

② 유압을 이용한 완폐식 역지변을

이용

① 펌프에 플라이휘일 부착

=>펌프회전부의 관성효과 GD²를

크게하여, 펌프 회전수 및 유량의

급격한 저하를 방지.

② 서지탱크 설치

=>토출 관로상에 충분히 큰

Surge Tank를 설치하고, 관내압력이

저하되는 즉시 물을 공급시켜 압력

저하를 막는 동시에 압력상승도

흡수되도록 함.

③ 공조기 설치

(압축공기 또는 압력수 보급)

④ 공기변 설치

(관로에 부압이 발생시 공기 흡입)

경감

방법


Centrifugal pump

3. 펌프 관련 기술 용어

3-5. Surging 현상

Surging : 펌프 운전중에 압력계기의 눈금이 어떤 주기를 가지고 큰 진폭으로

흔들림과 동시에 어떤 범위에서 주기적인 변동이 발생되고, 흡입 및 토출배관의

주기적인 진동, 소음을 수반하는 현상

H

발생조건

1. 펌프의 H-Q곡선 : 右向 산(山)형 구배 특성 (그림1 참조)

2. 펌프의 토출관로가 길고, 배관 중간에 수조

또는 기체상태의 부분(공기가 괴어있는 부분)이 존재(그림2 참조)

Q₁

Q

(그림 1)

3. 기체상태가 있는 부분의 하류측 “밸브B”에서 토출량 조절

4. 토출량 Q₁이하 범위에서 운전

밸브B

밸브A

수조 or 압력Tank

(그림 2)

방지법

1. 펌프의 H-Q곡선 : 右向 하향 구배특성 펌프 채용

2. By-pass관을 사용하여 운전점이 H-Q곡선 우향하향 구배특성 범위에 있도록 한다.

3. 유량조절밸브의 위치를 펌프 토출측 직후 위치(“밸브A”로 조정)

4. 배관중에 수조 또는 기체상태인 부분이 존재하지 않도록 한다.


Centrifugal pump

a1

b1

a

b

경사진 자 또는

간격 게이지

직선자

4. 펌프의 운전

4-1. 운전전의 점검

4-1-1. 수동으로 확인

손으로 돌려 보아 베어링의 상태를 확인하고 펌프 내부에 닿는 부분이 있는가 없는가를 확인해 주십시오.

4-1-2. 축 정렬(ALIGNMENT)

하기의 그림과 같은 방법으로 축 정렬을 하시고, 축간의 공차는 5/100mm이내 이어야 합니다.

중심내기를 용이하게 하고 정확히 하는 데는 다이알 게이지를

사용하셔도 됩니다. 그 경우 커플링을 공 회전시키면서

90º 간격으로 4점을 체크 하시면 됩니다.

그때 축 방향과 반경방향 모두 다 5/100mm이내에 있으면

직결상태가 양호하다고 보시면 됩니다.

4-1-3. 보조배관의 확인

스터핑 박스(Stuffing Box)의 수냉 또는 압력용 배관 및 메카니컬 시일의 플러싱(Flushing)용

배관에 문제가 없고, 여러 가지 용도를 완전히 발휘할 수 있는가를 체크해 주십시오.

4-1-4. 시동 전의 밸브 조작

1) 시동전 흡입관측의 관로는 전부 열어 두어야 합니다.

2) 시동전 토출관측의 관로는 전부 닫아야 합니다. 단 웨스코 단단 펌프인 경우는 전부

열어두는 것이 좋지만, 펌프의 흡입성능을 고려하여 전혀 열어 둘 수 없을 때는 적당한

교축 밸브를 조정해 주십시오.

3) 펌프의 기동 후에는 토출 측의 밸브를 서서히 열어 일정한 유량 및 압력이 되게 조정해 주십시오.

4-1-5. 시동전의 펌프 점검

1) 펌프내의 양액이 완전히 채워져 있는지를 확인해 주십시오.

특히, 흡입측 액면이 펌프 설치 면보다 낮은 경우는 마중물 조작을 완전히 해 주십시오.

2) 펌프 축봉부(메카니컬 시일, 글랜드)에 대해서 조작을 해 줄 것인가 아닌가를 확인해 주십시오.

3) 펌프와 전동기의 접속부(카플링)를 손으로 돌려보아 임펠러부,축봉부 및 베어링부에서

이상 현상이 발생 하는가를 체크해 주십시오.

4-1-6. 회전 방향의 확인

전동기의 회전방향이 바른지 아닌지를 확인해 주십시오. 역 회전의 경우는 3상 전원에서 4상의 결

선을 바꾸어 주십시오. (회전 방향의 확인은 카플링 볼트를 잠그지 않고 하시면 안됩니다.)

그런 다음 가볍게 스위치를 넣어 전동기의 회전방향을 재확인해 주십시오.


Centrifugal pump

4. 펌프의 운전

4-2. 운전 방법

1. 폐회로

2. 흡상

3. 가압

H=20

H=30

H=30

Q=10

Q=10

Q=10

5m

10m

3.5

5m

-0.5

5

2.5

3

0.5

H

H

H

30

30

20

배관손실

배관손실

배관손실

10

5

실양정

실양정

Q

10

10

Q

10

Q

H

* 유량 변화에 따른 배관 손실

+

30

-

배관손실

5

실양정

8

10

Q

12

○ 일반적으로 배관 손실 양정은 유량 증가의 제곱에 비례함.

h(loss) = k (ΔQ)²


Centrifugal pump

H

R’

R

실양정

변화

EFF.

Q

4. 펌프의 운전

4-3. 펌프의 운전점

4-3-1.실양정이 일정한 경우

관로저항곡선 : R → R’

⇒ 토출량 감소 : A → B

* 사용후의 경년변화에 의해

배관에 녹 발생

H

R’

R

* 예방방법

R’인 관로저항에서 소요 토출량 Q를 확보할수

있도록 펌프성능에 여유를 주어 점선과 같은 H-Q

곡선으로 잡는 것이 좋음.

C

B

A

Q

4-3-2.실양정이 변하는 경우

=>배수펌프등에서 주로발생

* 실양정이 변동하면 밸브의

개도가 일정한 경우에도 관로

저항곡선이 상,하로 평행이동

R ↔ R’

* 고효율 범위 운전 : 실양정 변동폭 고려하여

최고효율점의 위치 선정

토출량

변화

4-3-4.속도제어 경우

4-3-3.밸브제어 경우

H

H

밸브개도조작

* H-Q성능 대응점

-> A₁,A₂,A₃

R

n₁

A₁

n₂

B₂

밸브 전개

n₃

* 펌프운전점

-> A₁,B₂,B₃

B₃

A

A₂

A₃

밸브손실

관로손실

Q

Q

A => System에서 얻을수 있는

최대 유량점


Centrifugal pump

H

급구배

완만구배

ΔQ소

ΔQ대

Q

4. 펌프의 운전

4-3-5. H-Q곡선 구배의 영향

* 실양정이 거의 변하지 않는

System (보일러급수/관개)

: 완만한 구배특성

* 속도제어에 의한 유량조절

: 급구배가 유리

4-4. 펌프의 병렬/직렬 운전

4-4-1.병렬,직렬운전의 선정조건

H

* 2대 이상의 펌프를 이용하여

토출량을 증가시킬 경우

2대직렬

R₃

R₂

병렬, 직렬 어느쪽이 유리한가?

⇒ 저항곡선의 양상에 따라 정함.

R₁

a

R₁곡선 : 병렬 유리

R₂곡선 : 직렬 유리

2대병렬

단독성능

Ha

Q

4-4-2.성능이 같은 펌프의 병렬운전

H

a

b

c

*운전점: A₁-> B₁-> C₁==> A₁-> B₂-> C₂

*합성 운전점의 토출량 : a > b > c

R

C₂

C₁

B₂

B₁

3대

A₁

2대

ηp

1대

Q


Centrifugal pump

4. 펌프의 운전

4-4-3. 용량이 다른 펌프의 병렬운전

H

대용량

* 합성운전점 A에서 그은 수평선이,

크고 작은 각각의 단독펌프성능과

만나는 점이 운전점이 됨.

* 합성운전점 A가 소용량펌프의 최고

양정 Z보다 낮을경우:

두 펌프 양수 가능

Z

A

Z

R

소용량

합성성능

소유량

대유량

합성유량

Q

T₁

H

S

R

A

합성성능

Z

T₂

Z

대용량

소용량

* 합류후 토출밸브 S에서 밸브를

닫으면 관로저항이 높게 되어 운전점

A의 양정이 Z보다 높게 됨.

⇒ 소유량펌프 : 양정부족으로 송수불가

⇒ 이경우 대용량펌프만 운전. 토출밸브 T₂로 제어

Q

4-4-4. 용량이 다른 펌프의 직렬운전

H

1) 합성직렬성능 : 각각 단독성능의 전양정 합

2) 관로 저항곡선 R₁의 경우

① 합성운전점 : A점

② 각 펌프의 운전점 : B, C점

3) 관로 저항곡선 R₂가 Z보다 낮을 경우

① 합성운전점 : A’점

② 작은펌프의 운전점 : C’(음의 운전점)

⇒ 저항으로 작용

③ 큰 펌프 1대로 운전하는 것이 발생양정

B’로 높거나B”로 토출량이 많게 됨.

직렬합성성능

R₁

A

단독(대용량)

Z

단독(소용량)

B

B’

R₂

B”

A’

C

Q

C’

용량이 다른 펌프의 직렬운전시

펌프를 반드시 작은펌프의 첫째단 입구측으로

가압이 되도록 설치할것.

->역으로 배치하면 큰 펌프의 입구에서

케비테이션 발생

(크기가 다른 직렬펌프의 설치 순서)


Centrifugal pump

4. 펌프의 운전

4-5. 펌프의 성능에 영향을 미치는 인자

4-5-1. 공기

양수中

공기흡입

급격한

양수량 감소

양수불량

: 시동시 항상 펌프내의 공기를 빼고 물로서 펌프내를 충만시켜야 함.

⇒ 시운전시의 흡입불능의 원인은 90% 이상 흡입측 공기가 원인.

4-5-2. 액온

50℃까지는 보통펌프로 사용 가능, 그 이상이 되면 구조 및 성능상 보완을 해주어야 함.

1) 구조상

패킹, 케이싱 지지방법, 베어링 냉각, 자켓 설치등의 적절한 조치가 필요함.

2) 성능상

흡입이 안될수도 있고 CAVITATION 현상이 일어날수도 있으며 액온의 변화에 따라 비중,

점도등이 변할 경우에는 펌프성능 자체도 변함.

온 도

보정치(m)

상온에서

흡입전양정의

보정치

40℃ ~ 50℃

+ 1

50℃ ~ 60℃

+ 2

+ 3.5

60℃ ~ 70℃

+ 5

70℃ ~ 80℃

보통 80℃이상

에서 압입조건

으로 사용

+ 7

80℃ ~ 90℃

+ 9

90℃ ~ 95℃

+ 11

95℃ ~ 100℃

4-5-3. 점도

점도는 펌프성능에 많은 영향을 미침.

점도가 높으면

① 관내 손실 증가  ② 요구양정 大  ③ 효율 감소  ④ 축동력 증가

성능 보정이 필요함

흡입측에 굵은관 사용, 압입조건 必要

4-5-4. 비중

비중의 대소는 펌프특성에 다음과 같은 변화를 준다.

1) 양수량 : 물과 동일

2) 양 정 : 물과 동일

3) 압 력: 물경우의 비중 배

4) 소요동력: 물 경우의 비중 배

5) 효 율 : 물과 동일


Centrifugal pump

4. 펌프의 운전

물의 비중이 1 이고 ‘A’라는 액체의 비중이 1.2일 경우

양수량 : 물(1), ‘A’액체(1)

양정 : 물(10m), ‘A’액체(10m)

압력 : 물(1kgf/㎠), ‘A’액체(1.2kgf/㎠)

소요동력 : 물(1kW), ‘A’액체(1.2kW)

효율 : 물(50%), ‘A’액체(50%)

4-5-5. 관경

1) 일반적 경우 : 펌프구경과 동일한 구경 사용

2) 특수한 경우 : ① 파이프의 총길이가 길고 ② 특수액(점도 大, 슬러리 함유 多)과

같이 파이프로스가 정미양정과 비교해서 매우 커질때는 펌프구경보다 큰 파이프를

사용하는 것이 경제적임.

유량과 관로저항의 관계 : 유량증가의 2승에 비례

파이프 LOSS(손실)는

『 유속의 2승과

관의 길이에 비례하고

직경에 반비례 』

Loss

Loss

Loss

유량

관 길이

직경

4-5-6. 전압

1) 송전전압 ① 단상용, 일반가정용 : 110V

② 삼상용, 일반동력용 : 220V

③ 대용량용 : 440V, 3300V, 6600V

⇒ 일반적으로 송전Loss를 10%로 본다.

2) 전압 저하가 되면

모터 Torque 감소 → 모터 출력(Kw)감소 → 펌프 회전수 감소 → 펌프성능 저하

→ 전압이 극도로 저하되면 회전불능

3) 전압이 높은 경우에도 모터발열등의 지장 초래

정상운전에 필요한 전압은 정규전압의 ±10% 이내

4-5-7. 주파수

1) 주파수(사이클수):교류의 전류가 1초간에 방향을 바꾸는 수

2) 규정주파수 ±5% 이내에서 사용 가능

3) 주파수 과다 저하시 모터 온도 상승 발생


Centrifugal pump

10호 미만 Q = 42 N

10호 ~600호 미만 Q = 19 N

600호 이상 Q = 2.8N

0.33

0.67

0.97

0.36

1 ~ 30 (人) Q = 26 P

31 ~ 200 (人) Q = 13 P

0.56

5.유량/양정 계산법

5-1. 유량의 계산

생활수준의 향상에 수반하여 물사용량이 해마다 증가하고 있고, 일반적으로 주택에서는

150~300ℓ/d·인 정도이다. (최근 측정된 APT급수량 : 900ℓ/d.1세대)

급수량은 향후 펌프의 노화에 따른 효율저하 및 급수량 증가에 대비하여 약간의 여유율을

고려하는 것이 안전하다.

5-1-1. 일본 우량주택 부품 인정 기준에 의한 방법

* 1人 1日當 평균 사용水量 (250ℓ)

* 1호당 평균인수 : 4인

Q : 순간 최대 급수량 (ℓ/min)

N : 호수

호수별 순간 최대 급수량 관계

5-1-2. 일본 수도국 실시한 中規模 집합주택 실태 조사에 기초한 방법

Q : 순간 최대 급수량 (ℓ/min)

P : 人數

人수별 순간 최대 급수량


Centrifugal pump

2

Vd

2g

Vs

2

2g

5.유량/양정 계산법

5-2. 양정의 계산

5-2-1 펌프의 양정

Hp₂

토출수면

Hℓd

Vd

Ha

2

Vd

흡상 :

H = Ha + ΔHp + Hℓ +

2g

2

(Vd - Vs)

P

펌프 중심

가압 :

H = Ha + ΔHp + Hℓ +

2g

Vs

Hp₁

Hℓs

H : 전양정

Ha : 실양정

ΔHp : 수면에 작용하는 압력헤드 차

ΔHp = Hp₁- Hp₂

Hℓ : 손실양정(관로 손실)

흡수면

★ 실양정: 흡수면에서 토출수면까지의 수직거리

★ 속도수두:물이 흐르는데는 유속에 상당하는 에너지가 반드시 필요하며 이 에너지를 말함.

(토출관단(Vd)과 흡수관단(Vs)의 속도수두의 差)

★ 압력수두:지상의 모든것이 대기압을 받고 있다.

흡수면에 작용하는 압력은 펌프의 흡상을 돕는 방향으로, 토출관에 작용하는

압력은 펌프에 저항으로 작용.

일반적으로 대기중에는 고저차가 극히 근소하므로 동일하다고 간주하여

ΔHp는 0로 생각해도 됨.

★ 손실양정 계산 (Hℓ)

Hℓ = Hf(직관손실) + Hx(밸브손실)

◎엘보우

◎푸트밸브

◎슬루우스밸브

◎체크밸브

관의 직관부 길이

를 100m당 손실

수두 계산


Centrifugal pump

5.유량/양정 계산법

5-2-2. 직관의 100m당 손실수두 계산

5-2-3. 밸브별 직관 상당길이,배관용 탄소강관의 손실수두

5-2-4. 전양정 계산예

ⅰ) Ha = 22 m, Hp = 0,

Hv=V²/2*g=(Q/A)²/2*g = 0.2 m

1m

1) 설계조건

- 실양정 : 22m

- 토출량 : 0.6㎥/min

- 직관부 길이 : 26.5m

(관경 : Φ80)

- 직각 엘보우 : 4개

- 밸브 (Φ80 푸트밸브,

슬루스밸브, 체크밸브)

ⅱ) Hf + Hx = 26.5m(4+1+2.5+1+16+2)

+ 30.33m(3*4+12+0.63+5.7)

= 56.8m

16m

2m

19m

22m

2.5m

ⅲ) 100m당 손실수두 = 8m

여기서는 50m이므로

8 x 0.568 x 1.5 = 6.8 m

(경년변화를 고려 : 1.5배의여유)

슬루스밸브

체크밸브

1m

P

4m

H = Ha + Hp + Hv + (Hf+Hx)

= 22 + 0 + 0.2 + 6.8 = 29m

푸트밸브


Centrifugal pump

195

195

195

195

2

2

2

2

206

206

206

206

5.유량/양정 계산법

5-3. 임펠러 외경의 계산

유 량 : 0.8 ㎥ / min 양 정 : 97 m

5-3-1 예) User의 Spec.을

로 가정하면

동 력 : 22 kw 다단 Pump

5-3-2 Catalogue에서 PMT-6507로 기본 Model을 선정한다.

5-3-3 Impeller 외경 Cutting Size 선정하여 유량 및 양정 검증.

  • ① 예상성능곡선도 또는 Test Report에서 가장 근접한 Data 산출

  • Impeller D2(외경) : 206 mm (O.D1)8-5장에 있는 Test Report참조

  • Impeller 외경 206 mm 에서는 유량 0.8 ㎥ / min일때 30 kw 모터를 사용해야 되므로

  • 외경을 Cutting 해야 함.

  • ③ Impeller 외경 206 mm 에서 195 mm로 가정하여 유량 (Q), 양정 (H)을 계산하면

  • (O.D2 : 가정 Data)

O.D2

O.D2

2

2

Q = Q 1 * ( )

Q 2 = 0.8 * ( ) = 0.72

Q 3 = 1.0 * ( ) = 0.90

H = H * ( )

H 2 = 114.8 * ( ) = 102.9

H 3 = 91.47 * ( ) = 81.96

O.D1

O.D1

※ Q2, Q3와 H2, H3는 8-5장의 Test Report 에서

주문 SPEC 유량 기준점의 중앙 좌 (2) 우 (1) 유량과 양정으로 산출.

양 정

H (m)

0.8 ㎥ / min * 114.8 M

0.72 ㎥ / min

* 102.9 M

1.0 ㎥ / min * 91.47 M

0.90 ㎥ / min

*81.96 M

유 량 Q(㎥ / min )

④ 주문 Spec.인 유량 0.8 ㎥ / min 일때 양정을 보간법으로 계산하면

( 81.96-102.9) x (0.9-0.8)

81.96 -

= 93.6m

(0.9-0.72)

※ Impeller O.D2 = 195 mm 일때 양정이 93.6m 가 되므로 잘못된 선정이다.


Centrifugal pump

5.유량/양정 계산법

⑤ 처음부터 다시 Impeller O.D2를 198 mm 로 가정하여 같은 방법으로 계산하면

유량이 0.8 ㎥ / min 에 양정 98.6m 가 되므로 User의 Spec.을 만족한다.

※ 여기서 유량을 기준으로 양정을 + 6 % ~ 3 % 의 여유는 허용한다.

5-3-4 축 동력 (BHP)의 계산

PUMP 효율 (η) : 64 %(변환전의 Test Report에서 효율을 찾으면 대략 64%가 됨)

이송액 비중 (s.g) : 맑은 청수 기준하여 비중은 1로 했을 경우

0.163 * 유량 (Q : ㎥ / min ) * 양정 (H : M) * 비중 (s.g)

BHP (kw) =

Pump 효율 (η)

0.163 * 0.8 ㎥ / min * 97 M * 1

= 19.76 kw => 22 kw 사용가능

0.64

상기에서 동력의 여유 10%가 있어야 함. 19.76*1.1=21.7kw이므로 22kw동력의

모터 사용에 문제 없음.

5-4. 회전수 변화시의 모델/동력 선정 방법(극수 변환, 주파수 변환)

5-4-1 변환 공식

N2

Q 2 = ( ) x Q1

H2 = ( ) x H1

N1

N2

2

N1

5-4-2 선정 예

예제1)고객이 사양이 0.64 ㎥ / min, 70m 이고 50Hz의 펌프 모델 선정요구시.

0.64 ㎥ / min, 70m

0.77 ㎥ / min, 102m

60Hz로 환산

(1750/1450) x 0.64 = 0.77

(1750/1450)2 x 70 = 102

(1450rpm)

(1750rpm)


Centrifugal pump

5.유량/양정 계산법

0.77 ㎥ / min, 102m 를 기준으로 모델 선정(Cat’g) => PMT-6507 선정

DATABOOK에서 0.77 ㎥ / min, 102m 일때의 효율 선정 => 61%

효율 61%를 기준으로 고객이 요구한 유량/양정을 대입하여 동력 선정(효율은 3~5% 떨어짐)

==> (0.163 x 0.64 x 70) / 0.56 = 13.04Kw

동력 여유율 10%를 고려하면 13.04 x 1.1 = 14.344Kw =>15Kw 사용가능

그러므로 펌프 모델은 PMT-6507, 동력은 15Kw * 4P * 50Hz가 선정됨.

예제2)만약 고객이 상기의 사양에서 단단볼류트 펌프를 요구했을 경우

0.77 ㎥ / min, 102m는 일반적인 4P의 단단볼류트 펌프로는 불가 =>2P로 고려

0.64 ㎥ / min, 70m

0.38 ㎥ / min, 24.6m

4P 60Hz로 환산

(1750/2950) x 0.64 = 0.38

(1750/2950)2 x 70 = 24.6

(2950rpm)

(1750rpm)

0.38 ㎥ / min, 24.6m 를 기준으로 모델 선정(Cat’g) => PSV-6550D 선정

DATABOOK에서 0.38 ㎥ / min, 24.6m 일때의 효율 선정 => 51%

효율 51%를 기준으로 고객이 요구한 유량/양정을 대입하여 동력 선정(효율은 3~5% 떨어짐)

==> (0.163 x 0.64 x 70) / 0.46 = 15.87Kw

동력 여유율 10%를 고려하면 15.87 x 1.1 = 17.46Kw =>18.5Kw 사용가능

그러므로 펌프 모델은 PSV-6550D, 동력은 18.5Kw * 2P * 50Hz가 선정됨.


Centrifugal pump

5.유량/양정 계산법

5-5. 회전수 계산

120 x 주파수

회전수 =

극수

4P, 60Hz => (120 x 60) / 4 = 1800rpm (모터의 슬립을 고려하면 1750rpm이 됨)

4P, 50Hz => (120 x 50) / 4 = 1500rpm (모터의 슬립을 고려하면 1450rpm이 됨)

2P, 60Hz => (120 x 60) / 2 = 3600rpm (모터의 슬립을 고려하면 3550rpm이 됨)

2P, 50Hz => (120 x 50) / 2 = 3000rpm (모터의 슬립을 고려하면 2950rpm이 됨)

6P, 60Hz => (120 x 60) / 6 = 1200rpm (모터의 슬립을 고려하면 1150rpm이 됨)

6P, 50Hz => (120 x 50) / 6 = 1000rpm (모터의 슬립을 고려하면 950rpm이 됨)

5-6. 환산표

1) 유량 ( CAPACITY )

ℓ / s

㎥ / hr

㎥ / min

美 gal / min

ft / hr

ft /min

1

0.2778

16.666

0.06309

0.007865

0.47192

3.6

1

60.0

0.2271

0.02832

1.6989

0.060

0.016668

1

0.0037824

0.0004719

0.02832

15.8514

4.4032

264.1833

1

0.1247

7.4851

127.14

35.317

2119.183

8.0208

1

60.0

21.192

0.5886

35.3165

0.13368

0.01668

1

2) 동 력 ( POWER )

3) 양 정 ( LENGTH )

佛PS

HP

kw

M

in

ft

1

1.0143

1.3596

0.9859

1

1.3405

0.7355

0.746

1

1

0.0254

0.3048

39.37008

1

12

3.28084

0.08333

1


Centrifugal pump

6. TROUBLE 유형별 문제점 및 대책

6-1. 배관 소음(대구 아파트 현장)

1) 현상 : 온수 순환 펌프의 펌프측에서는 소음 발생되지 않으나 열교환기에서부터

아파트 전체 배관에서 소음 발생됨.

2) 원인 : 설비 설계 잘못으로 펌프의 양정이 과다하게 설계되어 유량이 주문량보다

2배 정도 토출됨.

3) 조치 : 임펠러 외경을 Cutting 하여 조치함.

----> Cutting 치수는 “임펠러 외경의 계산”참조

현재 상태에서의 유량 측정은 흡입압력과 토출압력의 차이와 Test Report를

비교하면 됨.

4) 기타 가능 원인 및 조치 방법

4-1) 배관 지지 불량 --> 배관 지지 보강

4-2) 펌프의 진동이 전달됨 --> Flexible 배관 설치

6-2. 펌프에서 소음 발생(Cavitation음)

1) 현상 : 펌프에서 고유량 지점에서 Cavitation음이 발생됨.

2) 원인 : 흡입양정이 높음.

3) 조치 : 흡입 배관을 크게 하고 Foot Valve를 저항이 적은 모델로 변경하고

흡입측의 Strainer를 제거하여 NPSHav값을 키워 줌.

4) 기타 가능 원인 및 조치 방법

4-1) 공기 흡입 --> 배관 밀봉

6-3. 펌프 양수량 미달 (부산 시티 프라자)

1) 현상 : 현장 시운전시 펌프 출하시의 양수량만큼 토출되지 않음.

2) 원인 : 유량계 설치 위치 잘못 및 압력계 불량

3) 조치 : 유량계의 앞쪽 직선 배관 8D, 유량계의 뒤쪽 직선 배관 5D 유지

압력계를 높은 정도의 제품으로 교체

4) 기타 가능 원인 및 조치 방법

4-1) 토출 압력 과다 --> 배관 조건 개선 또는 조건에 맞는 펌프로 교체

4-2) 배관 조건 불량 --> 배관 조건 개선

(스트레이너, 밸브, 흡입 배관, Cavitation등)

배관경 : D

8D

5D


Centrifugal pump

6. TROUBLE 유형별 문제점 및 대책

6-4. 베어링 온도상승

1) 현상 : PSV 모델의 대형 기종 중에서 Thrust 베어링의 온도 상승

2) 원인 : I/P 발란스 불평형/베어링 조립 시 베어링 손상/Thrust 하중 과다

(축 방향 하중)Coupling 축 정렬 안됨.

3) 조치 : 발란스, 축 정렬 --> 재정렬

베어링 손상 --> 베어링 교체

Thrust 하중 과다 --> 임펠러 발란스 Hole 확대,

내열 그리스 적용 베어링 사용

==> 전체적으로 베어링 온도상승이 생기는 모델은 조립 시 내열 그리스 적용

베어링 사용 중(2000년 4월 이후)

4) 기타 가능 원인 및 조치 방법

4-1) 베어링 이물 침입 --> 베어링 청소 또는 교체

6-5. Coupling 손상

1) 현상 : Coupling Rubber가 조기 손상됨.

2) 원인 : Coupling 의 축 정렬이 안됨.

3) 조치 : 축 정렬 5/100mm 조치함.

 일반적으로 펌프의 현장 설치시는 설비 또는 설치업자가 펌프의 축 정렬을 해야 함.

대리점은 시운전전 축 정렬 여.부를 점검해야 함.


Centrifugal pump

7.소방펌프의 선정

소방법

제7조 제6항 : 펌프의 성능은 체절운전시 정격토출압력의 140퍼센트를 초과하지 아니하고, 정격토출량의 150퍼센트로 운전시 정격토출압력의 65퍼센트이상이 되어야 한다.

예) 요구 유량/양정이 100m3/min/ 10m인 소방펌프를 요청했을 경우.

14m이하

10m

6.5m이상

H

(양정)

100

150

Q(유량)


Centrifugal pump

8. 승인서류 작성법

8-1. Datasheet 작성


Centrifugal pump

8. 승인서류 작성법

8-2. 외형도 작성(Outline Drawing)


Centrifugal pump

8. 승인서류 작성법

8-3. 성능곡선도 작성(Performance Curve)


Centrifugal pump

8. 승인서류 작성법

8-4. 단면도 작성(Sectional Drawing)


Centrifugal pump

8. 승인서류 작성법

8-5. 시험성적서(Test Report)


Centrifugal pump

9. 기타 자료

9-1. M/SEAL 장착 치수


Centrifugal pump

B

C

D

E

F

MODEL

CASING

IMPELLER

CASING

IMPELLER

CASING

IMPELLER

CASING

IMPELLER

CASING

IMPELLER

5040

6550

8065

P

1080

S

V

1210

1512

2015

2520

5040

SSC13 S/OPEN

SSC13 20K

GCD450

SSC13

W/J

SSC13

6550

P

GCD450 20K

BC6

V

8065

CASING

IMPELLER

H

1080

공급 가능

공급 불가

GCD450 CASING 적용시 C/COVER는 SC450 공급됨

1210

9. 기타 자료

9-2. Option 가능 재질표

9-3. BC6 와 C3771BD 비교

BC6(청동 주물)

C3771BD(단조용 황동)

  • 내식성, 내마모성, 피삭성,

  • 단조성이 좋아서 예를 들면

  • 일반용밸브, 콕류, 베어링,

  • 슬리브, 부시, 기타 일반 기계

  • 부품등에 사용된다.

  • 인장강도: 20kgf/mm2

  • 열간 단조성이 좋고,

  • 피삭성이 좋다. 밸브, 기계

  • 부품등에 사용.

  • 인장강도: 32kgf/mm2


Centrifugal pump

9. 기타 자료

9-4. 금속 재료

9-4-1 주철(Cast Iron)

탄소 1.7~4.5%를 함유하며, 어떤 온도에서도 단조할수 없는 철-탄소계의 합금.

9-4-2 구상흑연주철(Nodular graphite cast iron)

①주철중의 흑연이 球狀化 한것을 말함.

②주철의 기계적 성질이 현저히 향상, 내마모성 우수.

③실린더라이너,브레이크슈우 등 고급기계부품에 적합.

④신장이 상당히 있으며 일명 덕타일 주철(Ductile cast iron) 이라고 함.

9-4-3 주강(Cast Steel)

①주조한 강을 주강이라 함.

②주로 산성 평로법에 의해 주조됨.

③수축율이 크고 균열이 생기기 쉬운 결점 보유.

④주조한 상태로는 조직이 조대하고 취약하기 때문에 풀림(확산 풀림)을

할 필요가 있음.

9-4-4 스테인레스강(Stainless steel)

①내식성이 큰 합금강. 크롬계와 니켈크롬계로 대별.

②크롬강은 일반적으로 퍼얼라이트강으로 대표적인 것은 13크롬강, 18크롬강이

있으며 담금질경화는 불가능함. 고탄소의 20% 이상의 크롬강은 절삭공구에 사용.

③니켈크롬계의 대표는 18-8 스테인레스(Cr 18%, Ni 8%)이며 오오스테나이트강으로

내식성이 뛰어남.

9-4-5 합금강(Alloy)

탄소강에 특수성질을 갖도록 특수목적을 가진 원소를 첨가한 것으로 P, S는 0.03%

이하임.

9-4-6 Hastelloy

내염산 합금 및 니켈기의 합금으로 미국 Hastelloy stellite 사의 발명 특허임.

A,B,C의 3종이 있음.

비중

특징

용도

종별

단련성 풍부

화학장치,탱크

8.8

Hastelloy A

Hastelloy B

가압성 나쁨

펌프,밸브

7.8

Hastelloy C

가공성 나쁨

펌프,밸브


Centrifugal pump

9. 기타 자료

9-5. 금속의 열처리

열처리(Heat treatment) : 금속재료를 특정온도로 가열하고 일정한 방법으로 냉각속도를

변화시킴으로써 사용목적에 알맞도록 그 성질을 무르게도 하고 단단하게도 하며, 강인

하게도 하는 조작

*금속재료의 성질

-확산작용 : 가열해서 고온도로 됨에 따라 재결정이나 원자의 이동 등이 일어나는 작용

-변태 : 어떤 온도를 경계로 하여 원자의 배열이 달라지는 작용

-고용체 :금속과 금속, 금속과 비금속이 완전히 융합하여 고체가 된것을 말함.

*열처리는 어니일링(annealing)→ 담금질(quenching)→ 템퍼링(tempering) →

노오말라이징(normalizing)의 4가지 주요작업으로 이루어짐.

9-5-1 어닐링(Annealing)

불균일한 주물조직을 충분히 均熱하여 조직에 나타난 불균질을 조정하고, 내부응력을

제거함과 동시에 경화시켜서 가공이 쉽게 될수 있도록 처리하는 공정. 결정조직의

조정을 목적으로 할 경우에는 Ac₃변태점 + 약 50℃로 가열후 노냉 또는 회(灰)냉을

한다. 가열속도는 400℃까지는 천천히 가열하여 균열,변형, 불균일가열등을

방지하고,400℃에서부터 소정 Annealing온도까지는 빨리한다.

9-5-2 담금질(Quenching)

강을 A₁점(723℃) 이상의 온도에서 급랭함으로써 硬化시키는 조작을 말함.

① α철은 보통상태에서는 탄소를 고용할수 없음

② γ철을 서냉時: 탄소를 고용한 α철로 과도적으로 변태하고,이어서 고용체였던

탄소가 시멘타이트로 분리하여 안정한 퍼얼라이트로 되어 연해짐.

③ γ철을 급냉時: 탄소를 고용한 α철로 변하고, 고용되었던 탄소가 시멘타이트로

분리하려고 할때에는 이미 온도가 낮아서 점성이 커져 변태가 정지되며

시멘타이트가 석출하지 못하게 된다. 이같이 탄소를 고용한 그대로의 α철을

마르텐사이트(martensite)라 하고 경도가 매우 높게 됨.(담금질 이유)

9-5-3 템퍼링(Tempering)

① 원리 : 담금질을 하면 단단해지는 반면에 취약해 지므로, 이것을 사용목적에

알맞도록 A₁점 이하의 적당한 온도로 재가열하여 점성을 증가시키고 경도를

감소시키는 조작

② 작업 : 유욕법(Oil Bath),Sail Bath, Lead Bath 등이 적합하며 노안에서 A₁점

이상의 온도로 가열하여 기름에 투입, 급랭하는 방법도 있음.

9-5-4 노오말라이징(Normalizing)

열간가공에 의하여 제조된 재료는 냉간가공에 사용하는데 있어서 열간가공한 그대로는

적합하지 않는 조직이 나타나는 수가 많다.

가열에 있어서는 온도 및 유지 시간이 정확하여야 하며

온도의 제어가 시간의 제어보다 중요함


Centrifugal pump

9. 기타 자료

이러한 재료는 냉간 가공에 앞서서 조직이나 경도를 조정하고, 결정입도의 적정을

기하기 위하여 A₃점 이상 40~60℃로 가열하여 정지된 대기중에서 방냉하여 기계적

성질을 개선하는 조작.

구 분

열처리 목적

열처리 조건

비 고

입계에 석출된

Cr탄화물을

금속조직內에

골고루 분포시켜

입계부식을 방지하여

내식성 향상

-.450~870℃에서 크롬-

카바이드 석출

-.620~840℃에서 철-크롬

화합물 석출

* 열처리時 위 온도대 주의

요함

950 ~ 1100℃까지

가열후 급냉

SSC 13,14

(18-8

스테인레스강)

950 ~ 980℃까지

가열후 급냉

680~740℃에서

Tempering

-.475℃취성

-.열처리 목적에 따라 열처리

방법을 여러가지로 달리

할 수 있음

SSC 1,2

내식성 향상 및

기계적 성질 향상

(크롬

-스테인레스강)

9-6. B/R TYPE 비교

ZZ BEARING

OIL BATH BEARING

  • 유지보수가 편리하다.

  • 유지보수 비용이 적게 든다.

  • 수명이 상대적으로 짧다.

  • 고온의 조건에서 사용불가.

  • 가격이 유리하다.

  • 유지보수가 불편하다.

  • 유지보수 비용이 많이 든다.

  • 수명이 상대적으로 길다.

  • 고온의 조건에서 사용가능.

  • 가격이 불리하다.

9-7. 볼류트 펌프와 터어빈 펌프의 차이

볼류트 펌프

터어빈 펌프

1.안내깃(GUIDE VANE)

없다

있다

구조가 복잡하고 펌프 몸체가 크다.

2.펌프의 구조

간단하고 COMPACT하다.

유량변화에 따라 동력의 변화가 많다.

3.양수량 조절

양수량 조절이 쉽다.

4.규정 양수량보다

많은 경우

소리나 진동이 적다.

소리나 진동이 일어나기 쉽다.

분해 조립이 쉽다

5.분해 조립

부품이 많아 복잡하다.

효율의 변화가 적다.

6.효율의 변화

효율의 변화가 많다.(급상승,급하강)

중유량 에서 대유량까지

소유량 에서 대유량 까지

7.양 수 량


Centrifugal pump

9. 기타 자료

9-8. 용도별 펌프의 종류

9-8-1. 건축물 급수펌프

1) 급수량 결정의 제원

1人1日의 사용수량 X 거주사람數 = 1日當 급수량

2) 상수도 ⇒ 급수인구 5,000人 이상

간이수도 ⇒ 급수인구100人 이상 5,000人까지

9-8-2. 소화설비

1) 소화전설비(옥외소화전, 옥내소화전)

① 옥외 소화전 펌프의 기준

표준방수압력

2.5Kgf/㎠ 이상(노즐압력)

표준방수량

350ℓ/min

수원용량

350ℓ/min x 2개 x 20분 =14㎥이상

② 옥내 소화전 펌프의 기준

표준방수압력

1.7Kgf/㎠ 이상(노즐압력)

표준방수량

130ℓ/min

수조용량

130ℓ/min x 동시 방수수x 20분 이상

③ 소화전용 펌프의 시방결정 기준

펌프의 전양정 = 실양정 + 파이프 Loss +

호스 Loss +

노즐압력(옥외:2.5Kgf/㎠, 옥내:1.7Kgf/㎠)

2)스프링클러설비 기준

① 원리

건물천장등에 녹기쉬운 스프링클러헤드를 소정의 간격으로 장착하고 이것에 배관하여

항상 압력수를 걸어두며 화재에 의해 실온이 상승되면 헤드가 녹아 물을 분출하여

자동적으로 소화하는 설비

② 스프링클러설비의 기준

분출구경

13mm

표준방수압력

1Kgf/㎠ 이상

표준방수량

80ℓ/min

80ℓ/min x 10개 x 20분 = 16㎥

수조용량


Centrifugal pump

공기

실양정

쿨링타워

옥상

냉풍

5

냉풍

4

냉풍

3

냉풍

2

냉풍

1

지하실

공기

펌프

냉동기

9. 기타 자료

3) 드렌쳐설비

인접한 건물에서 화재시 類燒를 방지하기 위해 물을 분출시켜 막을 만드는 설비

4) 특수소화설비

① 위험한 장소는 건물의 구조에 따라 특수 소화 설비 규정

② 소화방법의 종류

: 水噴霧 소화설비, 포말소화설비,불연성가스 소화설비,증발성액체 소화설비,

분말소화설비 등

9-8-3. 냉방설비

1) 냉각수펌프

건물 냉방장치 순환도

냉동기

송풍기

냉수속에

공기 통과

냉수의

온도상승

냉수 생성

냉풍 송풍

쿨링타워

냉동기(콘덴서)

냉수 공냉

냉수 생성

★ 양수량

1냉동 RT당 13ℓ/min 필요

(냉동기의 종류에 따라 다를 수 있음)

★ 전양정= ①+②+③+④

①실양정 : 흡수면~쿨링타워

②배관저항Loss

③콘덴서 저항Loss : 6~10m

④타워의 노즐저항Loss : 3m

열교환기

2) 냉/온수펌프

여름은 냉수로 냉방을 하고 겨울에는

온수로 난방을 한대의 펌프로

겸용하는 경우,

<System 흐름>

옆의 그림과 같이 2개의 수조를

설치하고 여름은 냉수를, 겨울은

온수를 열교환기에 보내 팬에 의해

냉,온풍을 실내에 송풍함.

2

1

냉,온풍

지하실

A

냉동기

보일러

B

냉수

온수


Centrifugal pump

9. 기타 자료

★ 전양정

① A펌프=실양정+배관저항+냉동기(보일러)콘덴서저항(6m)

② B펌프=실양정+배관저항+열교환기 저항-(10m)*

(온수의 경우 90℃ 정도가 되므로 압입배관 설치 필요)

*10m : 배관이 사이펀현상으로 약 10m(대기압)양정이

적어지므로 양수량을 고려하여 펌프선정 필요.

3) Brine펌프(냉매펌프)

물품을 냉각시키거나 실온을 내리기 위해 냉매를 이송시키는 펌프

① 냉매 : 염화칼슘액, 에틸렌글리콜(Brine액)

② 선정시 고려사항

- 가공 : 온도에 대한 팽창,수축계수

- M/Seal 재질

- 비중이 크므로 동력선정 고려

9-8-4. 난방설비

온수난방 :온수보일러

라디에이터

(방열기)

난방

난방

증기난방 :증기보일러

1) 보일러 급수펌프

소형 일반가정용 보일러

온수보일러

물을 고온으로 증기를 발생시켜,

이를 이용하여 난방

증기보일러

<System 흐름도>

물을 증기로 만듬 → 물에 Loss가 생겨 水量 감소→ 물을 보급 필요

→ 보일러 급수펌프로 보급(이경우 보일러속은 고압상태 이므로 펌프로 압입해 주어야 함)

③ 보일러 급수펌프

- 소형:웨스코펌프

- 대형:고압다단펌프(4P 또는 2P)

⇒ 팽창계수 및 Seal방식 고려하여 가공 필요.

⇒ 흡입측 배관 : 압입배관

- 급수량 : 성능저하를 고려하여 10~20% 여유 고려

- 토출압 : 보일러 최고압력의 15~20% 크게 함.

2) 응축수펌프

증기가 냉각되어 물이 된 응축수를 이송시키는 펌프


Centrifugal pump

2

1

지하 1

하수관

지하 2

P

배수홈

오수관

9. 기타 자료

3) 온수순환펌프

① 양정계산 : 관로저항 + 여유치

② 급탕관경, 환관경, 펌프구경의 결정

③ 온수순환펌프 종류 및 형식

- 인라인형 : 콤팩터, 배관설치 용이

- 수평형 : 일반 볼류트펌프와 동일

9-8-5. 배수설비

1) 일반배수(오수, 오물)

빌딩 지하실의 오수, 오물을 하수관으로 송출하는 펌프. 오수속에는 여러가지

雜物이 많으므로 막히지 않도록 특수형의 임펠러를 채용함.

⇒ 논클록 또는 오픈형 임펠러

2) 토목용배수

수중오수펌프 및 자흡식 엔진펌프 사용


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