원심 펌프 대 양정 변위 펌프: 유형, 성능, 선택 등에 대한 완전한 가이드

펌프는 수많은 산업 운영의 일꾼이지만, 올바른 유형을 선택하는 것은 어려울 수 있습니다. 원심 펌프와 양정 변위 펌프 중에서 선택하는 것은 성능에 상당한 영향을 미칩니다. 이 두 가지 펌프 유형은 작동, 성능 및 응용 분야에서 매우 다릅니다.

이 기사에서는 각각의 복잡한 사항을 살펴보고, 그 메커니즘, 성능 특성, 일반적인 용도를 분석하여 최적의 펌프 선택을 위한 지침을 제공합니다. 이 기사에서는 작동 원리, 유량, 점도 처리, 유지 관리 고려 사항과 같은 중요한 측면을 다루어 이 분야의 전문가가 정보에 입각한 결정을 내릴 수 있도록 돕습니다.

원심 펌프란 무엇인가

원심 펌프는 회전 임펠러를 사용하여 유체에 운동 에너지를 전달하여 속도와 압력을 증가시키는 회전 역학 펌프의 한 유형입니다. 이 운동 에너지는 유체가 펌프에서 빠져나갈 때 압력 에너지로 변환됩니다.

원심 펌프 비교적 낮은 압력에서 대량의 유체를 이동할 수 있는 능력이 특징이므로 저점도 유체와 관련된 광범위한 응용 분야에 적합합니다. 간단한 설계, 작동의 용이성 및 비용 효율성으로 인해 다양한 산업, 가정 환경 및 농업에서 널리 사용됩니다.

원심 펌프의 작동 원리

원심 펌프는 모터의 기계적 에너지를 유체 내의 운동 에너지로 변환하는 원리에 따라 작동합니다. 이 과정은 전기 모터가 임펠러에 연결된 펌프 샤프트를 돌릴 때 시작됩니다. 일련의 블레이드 또는 베인이 장착된 임펠러는 일반적으로 500~5000rpm의 고속으로 회전합니다. 이 회전은 임펠러의 눈 근처인 펌프 중앙으로 유체를 끌어들이는 원심력을 생성합니다. 유체가 임펠러를 통과하면서 속도가 빨라지고 케이싱의 바깥쪽 가장자리로 밀려납니다.

펌프 케이싱은 임펠러에서 배출된 유체를 모아 펌프 출구로 보내도록 설계되었습니다. 케이싱의 모양은 유체의 운동 에너지를 압력 에너지로 변환하여 유체가 배출 파이프를 통해 밀려나도록 합니다. 여기서 중요한 점은 펌프가 압력을 생성하여 흐름을 생성한다는 것입니다.

양정 변위 펌프란 무엇인가

양적 변위 펌프는 일정량의 유체를 캐비티에 가두고 그 부피를 배출 파이프로 강제로 밀어내거나 변위시켜 유체를 이동시키는 펌프 유형입니다. 유체에 운동 에너지를 전달하는 원심 펌프와 달리 양적 변위 펌프는 고정된 부피의 유체를 반복적으로 둘러싸고 전달하여 일관된 흐름을 생성합니다.

이 메커니즘을 사용하면 양적 변위 펌프가 점성 유체를 처리하고 높은 압력을 생성할 수 있으므로 정확한 투여, 높은 압력 및 까다로운 유체 처리가 필요한 응용 분야에 이상적입니다.

양정 변위 펌프의 작동 원리

양정 변위 펌프는 고정된 양의 유체를 기계적으로 가두어 펌프의 흡입 측에서 배출 측으로 이동시켜 작동합니다. 이 펌프는 흡입 측에 확장 캐비티를 사용하고 배출 측에 감소하는 캐비티를 사용합니다. 흡입 측의 캐비티가 확장되면 유체가 펌프로 끌어들여집니다. 캐비티가 붕괴되면 유체가 배출 라인을 통해 강제로 배출됩니다. 이 프로세스는 압력에 관계없이 작동 속도에 비례하여 일관된 흐름을 생성합니다. 양정 변위 펌프는 왕복 및 회전의 두 가지 주요 유형으로 분류됩니다.

• 피스톤, 플런저, 다이어프램 펌프와 같은 왕복 펌프는 앞뒤로 움직이는 운동을 사용하여 펌핑 작용을 생성합니다.
• 기어, 로브, 스크류, 베인 펌프와 같은 회전 펌프는 회전하는 요소를 사용하여 유체를 이동시킵니다.

이러한 펌프에서 생성되는 압력은 시스템 저항에 의해 결정되며, 유량이 크게 떨어지지 않고도 높은 압력을 달성할 수 있습니다. 양변위 펌프는 닫힌 배출구에 대해서도 계속 유량을 생성하여 압력이 빠르게 증가하므로 압력 릴리프 또는 안전 밸브가 필요하다는 점에 유의하는 것이 중요합니다.

원심 펌프와 양정 변위 펌프 비교

작동 메커니즘

원심 펌프는 임펠러를 사용하여 유체에 운동 에너지를 전달하여 속도를 높이고 이어서 압력을 높여 펌프를 통해 이동시킵니다. 고정된 양의 유체를 가두지 않고 대신 유체를 이동시키기 위한 압력을 생성합니다.

반면, 양적 변위 펌프는 챔버 내에 고정된 양의 유체를 가두고 기계적 작용을 사용하여 배출 라인으로 강제로 밀어내는 방식으로 작동합니다. 이 직접 변위 메커니즘을 통해 압력 변화에 관계없이 일정한 유량을 유지할 수 있습니다.

유량 특성

원심 펌프는 시스템 압력에 따라 변하는 가변 유량을 보입니다. 압력이 증가하면 유량이 감소하고 그 반대도 마찬가지입니다.

양적 변위 펌프는 압력의 변화에 관계없이 거의 일정한 유량을 제공합니다. 유량은 펌프의 작동 속도에 비례하므로 예측 가능하고 일관된 출력이 필요한 응용 분야에 이상적입니다.

점도 취급

원심 펌프는 물, 용매, 경유와 같은 저점도 유체에 가장 적합합니다. 펌프 내부의 마찰 손실이 증가하여 점도가 높은 유체에서는 성능이 크게 감소합니다. 점도가 증가함에 따라 유량이 빠르게 감소합니다.

양변위 펌프는 걸쭉한 오일, 시럽, 슬러리와 같은 고점도 유체를 처리하는 데 탁월합니다. 유량은 실제로 점도가 증가함에 따라 증가할 수 있습니다. 걸쭉한 유체를 수용하는 내부 간극으로 설계되어 점도에 관계없이 일관된 유량을 보장합니다.

흡입 리프트 능력

표준 원심 펌프는 자체 흡입이 불가능하여 흡입 리프트를 만들 수 없습니다. 즉, 유체를 펌프 위쪽으로 끌어올릴 수 없습니다.

양정 변위 펌프는 설계상 입구 쪽에 진공을 생성할 수 있어 펌프 수위 아래에서 유체를 끌어올려 흡입 리프트 기능을 제공할 수 있습니다.

전단 고려 사항

고속 임펠러를 갖춘 원심 펌프는 유체의 전단을 일으킬 수 있으며, 이는 전단에 민감한 재료에 문제가 될 수 있습니다. 고속 모터는 유체가 펌프를 통과할 때 유체를 분해할 수 있습니다.

양변위 펌프는 전단력이 덜 발생하므로 기계적 응력에 민감한 유체나 깨지기 쉬운 고체를 포함하는 유체에 더 적합한 선택입니다. 종종 전단력에 민감한 유체와 깨지기 쉬운 고체를 포함하는 유체를 부드럽게 처리하는 데 사용됩니다.

유지 보수 요구 사항

원심 펌프는 일반적으로 간단한 설계와 적은 가동 부품으로 인해 유지 관리가 덜 필요합니다. 이는 연속 작동에 적합합니다. 그러나 캐비테이션, 임펠러 마모, 씰 누출과 같은 문제는 주의가 필요할 수 있습니다.

정변위 펌프는 일반적으로 여러 개의 가동 부품이 있는 복잡한 메커니즘을 가지고 있어 유지 관리 요구 사항이 더 높습니다.

일반적인 비용 차이

원심 펌프는 일반적으로 더 간단한 설계와 광범위한 가용성으로 인해 구매 비용 효율성이 더 높습니다. 또한 유지 관리 비용이 더 낮은 경우가 많습니다.

양변위 펌프는 특히 특수 유형의 경우 설계가 더 복잡하기 때문에 초기 비용이 더 높습니다. 또한 내부 구성 요소가 더 복잡하고 마모되기 쉬운 부품으로 인해 유지 관리 비용도 더 높습니다. 그러나 점도가 높은 유체를 다룰 때는 에너지 효율성이 더 높을 수 있습니다.

일반적인 응용 분야

원심 펌프는 일반적으로 저점도 유체와 높은 유량을 포함하는 응용 분야에 사용됩니다. 여기에는 물 공급 및 순환, 관개, 폐수 처리, 화학 처리, 석유 및 가스 생산, HVAC 시스템 및 발전이 포함됩니다. 또한 식품 가공에서 조리, 포장 또는 세척 공정 중에 대량의 액체를 이송하고 처리하는 데 사용됩니다.

양적 변위 펌프는 정확한 투여, 고압 및 점성 또는 전단 민감성 유체의 취급이 필요한 응용 분야에 선호됩니다. 일반적인 용도로는 진한 오일 펌핑, 화학 물질 계량, 식품 가공에서 재료, 시럽 및 완제품 이동, 화학 가공에서 부식성, 연마성 및 고점도 유체 취급, 제약품에서 정밀 투여가 있습니다.

귀하의 어플리케이션에 적합한 펌프를 선택하는 방법

시스템 요구 사항 정의

첫 번째 단계는 시스템 요구 사항을 명확하게 정의하는 것입니다. 여기에는 펌핑할 유체, 필요한 유량, 필요한 압력 및 특정 운영 조건을 이해하는 것이 포함됩니다. 주어진 시간 프레임 내에서 이동해야 하는 유체의 양을 결정합니다. 유량은 일반적으로 분당 갤런(GPM) 또는 분당 리터(LPM)로 측정됩니다.

펌프가 극복해야 하는 총 압력 또는 헤드를 평가합니다. 여기에는 정적 헤드(유체를 들어올려야 하는 수직 거리)와 파이핑 시스템 내의 마찰 손실이 포함됩니다.

유체 특성

펌핑되는 유체의 특성은 올바른 펌프를 선택하는 데 중요한 요소입니다. 유체의 두께 또는 흐름 저항을 나타내는 점도는 두 펌프 유형의 성능에 영향을 미칩니다. 원심 펌프는 저점도 유체에 적합한 반면, 양정 변위 펌프는 고점도 유체에 더 좋습니다. 밀도, 부식성 및 고체 존재와 같은 다른 유체 특성도 고려해야 합니다.

유량 요구 사항

필요한 유량은 중요한 매개변수입니다. 응용 분야에서 낮은 압력에서 높고 일관된 유량이 필요한 경우 원심 펌프가 저점도 응용 분야에 적합할 수 있습니다. 그러나 응용 분야에서 다양한 압력에서도 일정한 유량이 필요한 경우, 특히 점도가 높은 경우 양압 펌프가 더 나은 옵션입니다. 수요에 변동이 있는 경우 원심 펌프가 더 잘 적응할 수 있습니다.

압력(머리)이 필요합니다

시스템의 압력 또는 헤드 요구 사항도 중요합니다. 응용 프로그램에 고압이 필요한 경우 일반적으로 양변위 펌프가 더 적합한데, 이는 상당한 압력 강하 없이 일관된 유량을 제공할 수 있기 때문입니다. 원심 펌프는 저압 응용 프로그램에 더 효과적이며 압력이 증가하면 유량이 상당히 떨어질 수 있습니다.

전력 요구 사항

펌프의 전력 요구 사항은 운영 비용에 영향을 미칩니다. 원심 펌프는 최적의 조건에서 에너지 효율적입니다. 양정 변위 펌프는 고점도 유체를 처리하는 데 더 효율적이며 다양한 압력 범위에서 효율성을 유지할 수 있습니다.

또한, 각 펌프 유형의 작동 속도를 고려하십시오. 원심 펌프는 일반적으로 더 높은 속도로 작동하는 반면, 양정 변위 펌프는 더 낮은 속도로 작동합니다. 작동 속도의 이러한 차이는 씰 수명에 영향을 미칠 수 있으며, 선택 프로세스에 영향을 미칠 수 있습니다.