펌프 곡선을 읽는 방법

펌프 곡선은 원심 펌프를 선택하고 작동하는 데 필수적인 도구이지만, 이를 해석하는 것은 노련한 전문가에게도 어려울 수 있습니다. 펌프 곡선을 잘못 읽으면 펌프 크기가 작거나, 작동이 비효율적이거나, 조기 고장이 나는 등 값비싼 실수를 초래할 수 있습니다.

이 가이드에서는 펌프 곡선의 신비를 풀고 이를 올바르게 읽는 단계별 접근 방식을 제공합니다. 펌프 곡선의 해부학을 숙지하고 최적의 작동 지점을 찾는 방법을 배우면 시설에서 펌프를 지정하고 문제를 해결할 때 정보에 입각한 결정을 내릴 수 있게 됩니다.

펌프 커브란 무엇인가

펌프 곡선은 다음을 그래픽으로 표현한 것입니다. 원심 펌프성능 특성입니다. 다양한 작동 조건에서 펌프의 유량, 압력(헤드), 효율 및 전력 요구 사항 간의 관계를 보여줍니다. 펌프 곡선은 특정 응용 분야에 적합한 펌프를 선택하고 성능을 최적화하는 데 필수적인 도구입니다.

펌프 제조업체는 광범위한 테스트를 통해 이러한 곡선을 생성하고, 임펠러 직경과 속도를 일정하게 유지하면서 다양한 유량에서 펌프의 성능을 측정합니다. 결과 데이터 포인트는 그래프에 표시되어 펌프의 성능 특성을 나타내는 곡선을 만듭니다.

원심 펌프 곡선의 해부학

X축

펌프 곡선의 x축은 펌프의 유량, 일반적으로 분당 갤런(GPM) 또는 시간당 입방미터(m³/h)로 측정합니다. x축을 따라 왼쪽에서 오른쪽으로 이동하면 흐름 속도가 증가합니다.

Y축

y축은 헤드를 나타내는데, 이는 펌프가 주어진 유량에서 생성할 수 있는 압력입니다. 헤드는 일반적으로 펌핑되는 액체의 피트(ft) 또는 미터(m)로 표현됩니다. 유량이 증가함에 따라 헤드가 감소하여 펌프의 헤드-유량 곡선을 형성합니다.

헤드-플로우 커브(HQ 커브)

헤드-플로우 곡선은 HQ 곡선이라고도 하며, 펌프의 헤드와 유량 사이의 관계를 보여줍니다. 헤드가 유량에 따라 어떻게 변하는지 보여주며, 유량이 증가함에 따라 헤드가 감소합니다.

효율성 곡선(EQ 곡선)

효율 곡선 또는 EQ 곡선은 다양한 유량에서 펌프의 효율을 나타냅니다. 효율은 백분율로 표현되며 펌프가 입력 전력을 유용한 작업으로 얼마나 효과적으로 변환하는지를 나타냅니다. 효율 곡선은 일반적으로 최적 효율 지점(BEP)이라고 하는 특정 유량에서 정점을 이룹니다.

파워 커브(BHP 커브)

종종 제동마력(BHP) 곡선이라고도 하는 전력 곡선은 다양한 유량에서 펌프에 필요한 전력을 보여줍니다. 전력은 일반적으로 마력(HP) 또는 킬로와트(kW)로 측정됩니다. 전력 곡선은 일반적으로 유량에 따라 증가하는데, 더 높은 유량을 유지하려면 더 많은 전력이 필요하기 때문입니다.

최고 효율 지점(BEP)

최상의 효율 지점은 펌프가 가장 높은 효율로 작동하는 유량입니다. 펌프를 BEP 근처에서 작동시키면 최적의 성능, 에너지 소비 감소, 펌프 수명 연장이 보장됩니다. BEP는 효율 곡선의 정점에 위치합니다.

순유효흡입수두요구량(NPSHr) 곡선

그만큼 순양정 흡입 헤드 필수(NPSHr) 곡선은 펌프 입구에서 발생하는 폭발을 방지하기 위해 필요한 최소 압력을 나타냅니다. 캐비테이션캐비테이션은 펌핑되는 액체가 낮은 압력으로 인해 증발하여 펌프 구성 요소가 손상될 때 발생합니다.

PSI 공식

Imperial 단위계에서 압력은 제곱인치당 파운드(PSI)로 측정되고, 헤드는 피트로 측정됩니다. PSI와 피트 헤드를 변환하는 공식은 다음과 같습니다.

헤드(피트) = PSI x 2.31 / 비중

어디:

• 헤드는 펌프가 중력에 반하여 들어올릴 수 있는 액체 기둥의 높이와 동일합니다.
• PSI는 펌프가 생성하는 압력(제곱인치당 파운드)입니다.
• 2.31은 4°C(39.2°F)의 물 밀도를 기준으로 한 변환 계수입니다.
• 비중은 물에 비해 액체의 밀도의 비율입니다. 4°C의 물의 경우 비중은 1입니다.

예를 들어, 펌프가 물을 펌핑하는 동안 50 PSI의 압력을 생성하면 동등한 헤드는 다음과 같습니다.

헤드 = 50 PSI x 2.31 / 1 = 115.5 피트

이는 펌프가 물기둥을 최대 115.5피트 높이까지 들어올릴 수 있다는 것을 의미합니다. 헤드 값은 일반적으로 펌프 곡선의 y축에 표시됩니다.

압력이 PSI가 아닌 kPa(킬로파스칼)로 표현되는 경우, 헤드를 피트가 아닌 미터로 표현하기 위해 다른 변환 계수를 사용해야 합니다.

펌프 곡선 읽기: 단계별 가이드

1단계: 요구 사항 식별

펌프 곡선을 검토하기 전에 시스템 요구 사항을 명확하게 정의하세요. 주요 요소는 다음과 같습니다.

• 분당 갤런(gpm) 또는 시간당 입방미터(m³/h) 단위의 필요 유량(Q)
• 피트 또는 미터 단위의 총 동적 헤드(H)는 다음을 설명합니다. 정적 헤드, 마찰 손실, 및 압력 요구 사항
• 유체 특성은 다음과 같습니다. 점도, 비중, 온도
• 귀하의 시스템 설계에 따라 사용 가능한 순유효흡입수두(NPSHa)

2단계: 작동 지점 찾기

펌프 곡선에서 필요한 유량(Q)이 교차하는 지점을 찾으십시오. 총 동적 헤드 (H). 이 교차점은 작동점 또는 듀티점으로 알려져 있습니다. 펌프가 시스템에서 생성할 헤드와 유량을 나타냅니다.

3단계: 효율성 결정

작동 지점에서 수직선을 따라 효율성 곡선(EQ)을 교차합니다. 이는 필요한 유량에서 펌프의 효율성을 나타냅니다. 효율성이 높을수록 전력 소비가 적고 운영 비용이 낮아집니다. 최상의 효율성 지점(BEP)에 가깝게 작동하는 펌프를 선택하는 것을 목표로 합니다.

4단계: 전력 요구 사항 계산

작동 지점에서 왼쪽으로 수평선을 그려 전력 곡선(BHP)과 교차합니다. 이것은 브레이크를 나타냅니다. 마력 지정된 유량 및 헤드에서 펌프를 구동하는 데 필요합니다. 선택한 모터가 이 요구 사항을 처리할 수 있는 충분한 전력을 가지고 있는지 확인하십시오.

5단계: NPSHr 확인

임펠러 직경과 유량에 해당하는 NPSHr 곡선을 찾습니다. NPSHr은 캐비테이션을 방지하기 위해 펌프 입구에서 필요한 최소 압력을 나타냅니다. 시스템의 NPSHa가 펌프의 NPSHr을 적절한 마진, 일반적으로 최소 1-2피트 또는 0.3-0.6미터로 초과하는지 확인합니다.

6단계: 작동 범위 이해

펌프는 최적 효율 지점(BEP) 주변의 특정 범위 내에서 가장 효율적이고 안정적으로 작동합니다. BEP의 왼쪽이나 오른쪽에서 너무 멀리 작동하면 효율성이 떨어지고 마모가 증가하고 잠재적인 손상이 발생할 수 있습니다. 일반적으로 펌프를 BEP 유량의 70%와 120% 사이에서 작동하도록 합니다.

펌프 곡선 전력과 유량의 관계는 무엇입니까?

펌프 곡선에서 전력과 유량 사이의 관계는 선형적이지 않습니다. 유량이 증가함에 따라 필요한 전력도 일반적으로 증가하지만 더 빠른 속도로 증가합니다. 이는 전력이 유량의 세제곱에 비례하기 때문입니다(P ∝ Q³).

펌프 곡선에서 전력(BHP) 곡선은 유량이 0일 때 낮은 수준에서 시작하여 유량이 증가함에 따라 기하급수적으로 증가합니다.

펌프의 효율성도 유량에 따라 다르다는 점에 유의하는 것이 중요합니다. 최상의 효율성 지점(BEP)은 펌프가 가장 효율적으로 작동하는 특정 유량에서 발생합니다. BEP 유량보다 너무 낮거나 높게 작동하면 효율성이 떨어지고 유량 단위당 전력 소비가 증가합니다.