게시판 > 질답게시판 > 원심 펌프의 head에 대해서 질문 드립니다.

Stefano

23-05-28 02:16

(A1) 펌프의 배출압력은 사용처에 액상물질을 공급하고 동시에 사용처에 필요한 압력에 맞추어 주기 위해 필요합니다.

Pump Discharge Head = Pump Suction Head + Pump Differential Head .....................(1)

좌변의 Head는 (1)공정장치에 필요한 압력 (2) 공정장치 높이에 해당하는 정압(Static Pressure), 그리고 (3) 액 수송관이나 여과기 밸브 등을 통과하는데 걸리는 압력손실에 해당하는 값을 더한 Head에 사용되고 여기에 약간의 여유**를 두는 것이 필요합니다.

질문에서 펌프가 마치 Shut-off Head 만큼 상승해 주는 것이 아닌가 물은 것인데, 위의 (1) 식은 정상유량이 흐르고 있을 때 필요한 수식이기 때문에 Pump Differential Head 즉 Pump 유량이 0일 때 즉 Shut-off 시 Pump Head를 적용했다고 한다면 정상유량에서는 원하는 배출압력이 나올 수 없습니다. 일반적으로 Shut-off 상태에서의 Pump의 Diffential Head는 정격유량이 흐를 때의 Differential Head보다 높습니다.

(A2)계산의 예에서 Pump의 Normal Differential Head가 같다고 해도 Suction 측 Head가 달라지면 당연히 배출측 Head는 달라지지요. 아래 수식중 (1c)는 Suction Tank가 펌프보다 낮은곳에 있을 때의 경우이고 (1d)의 경우 Suction Tank에 압력이 걸려 있을 경우에 해당합니다. (1e)의 경우는 액면이 최고높이 이면서 Pump Suction Tank에 압력이 걸려있는 상태에서 Pump 공급 Line 밸브가 닫혔을때 연결되어 있는 기기에 걸릴 수 있는 최고의 압력이 됩니다.

Suction Head 1 m + Differential Head 3 m_@Normal Flow Rate = Discharge Head 4m _@Normal Flow Rate ...(1a)
Suction Head 3 m + Differential Head 3 m_@Normal Flow Rate = Discharge Head 6m _@Normal Flow Rate ...(1b)
Suction Head (-1.5m) + Differential Head 3 m_@Normal Flow Rate = Discharge Head 1.5m_@Normal Flow Rate...(1c)
Suction Head (15m) + Differential Head 30 m_@Normal Flow Rate = Discharge Head 45m_@Normal Flow Rate...(1d)
Suction Head (25m) + Differential Head 35 m_@Pump Shut-off = Discharge Head 60m_@Pump Shut-off ....(1e)

(A3) 위 (A1항에서 언금한 여유**가 필요한 이유는 1) 펌프 흡입탱의 액면이 최저일 경우에도 배출압력을 유지할 수 있어야 하고 2)공정조건에 따라 운전 유량이 조금늘어나더라도 공급압력이 떨어지면 안되고 또한 3)유량조절밸브나 Filter, Strainer, 등에 저상이 좀 늘어나도 운전에 지장이 있으면 안되고 4) 공정유체의 약간의 물성차이 (점도, 밀도, 등)가 약간 변화되어도 공급 Head가 떨어져서는 안되기 때문입니다.

(A3)위의 (A2)에서 Pump Suction Tank의 액면위치가 달라지고 Suction Tank에 압력일 걸려있을 경우, Pump 유량이 0일때의 여러경우를 감안한 배출Head를 예로들었는데 만일, Pump Suction Level이 최고이면서 Suction Tank에 압력에 걸려있다고 하면 최고의 압력일 걸릴 수 있으므로 Pump Shut-off시 걸릴 수 있는 최고의 압력을 고려한 <설계압력>을 적용하지 않으면 기기장치 파손이 일어날 수도 있습니다.

만일 그 기기장치가 Pump의 Maximum Shut-off Pressure 이상으로 설계압력(Design pressure, or Maximum Allowable Pressure)을 적용하여 제작되었다고 한다면 Pump Shut-off 시를 위한 Relief Valve가 필요하지 않지만 그렇지 않으며 그 설계압력에 해당하는 Relief Valve를 Pump Discharge Line이나 밸브없이 연결된 Equipment 어딘가에 달아두어야 합니다.

(A1) 펌프의 배출압력은 사용처에 액상물질을 공급하고 동시에 사용처에 필요한 압력에 맞추어 주기 위해 필요합니다.

Pump Discharge Head = Pump Suction Head  + Pump Differential Head  .....................(1)

좌변의 Head는 (1)공정장치에 필요한 압력 (2) 공정장치 높이에 해당하는 정압(Static Pressure), 그리고 (3) 액 수송관이나 여과기 밸브 등을 통과하는데 걸리는 압력손실에 해당하는 값을 더한 Head에 사용되고 여기에 약간의 여유**를 두는 것이 필요합니다.

질문에서 펌프가 마치 Shut-off Head 만큼 상승해 주는 것이 아닌가  물은 것인데,  위의 (1) 식은 정상유량이 흐르고 있을 때 필요한 수식이기 때문에 Pump Differential Head 즉 Pump 유량이 0일 때 즉 Shut-off 시 Pump  Head를 적용했다고 한다면 정상유량에서는 원하는 배출압력이 나올 수 없습니다.   일반적으로 Shut-off 상태에서의 Pump의 Diffential Head는 정격유량이 흐를 때의 Differential Head보다 높습니다.

(A2)계산의 예에서 Pump의 Normal Differential Head가 같다고 해도 Suction 측 Head가 달라지면 당연히 배출측 Head는 달라지지요.  아래 수식중  (1c)는 Suction Tank가 펌프보다 낮은곳에 있을 때의 경우이고 (1d)의 경우 Suction Tank에 압력이 걸려 있을 경우에 해당합니다.  (1e)의 경우는 액면이 최고높이 이면서 Pump Suction Tank에 압력이 걸려있는 상태에서 Pump 공급 Line 밸브가 닫혔을때 연결되어 있는 기기에 걸릴 수 있는 최고의 압력이 됩니다.

Suction Head 1 m + Differential Head 3 m_@Normal Flow Rate = Discharge Head 4m _@Normal Flow Rate ...(1a)
Suction Head 3 m + Differential Head 3 m_@Normal Flow Rate = Discharge Head 6m _@Normal Flow Rate ...(1b)
Suction Head (-1.5m) + Differential Head 3 m_@Normal Flow Rate = Discharge Head 1.5m_@Normal Flow Rate...(1c)
Suction Head (15m) + Differential Head 30 m_@Normal Flow Rate = Discharge Head 45m_@Normal Flow Rate...(1d)
Suction Head (25m) + Differential Head 35 m_@Pump Shut-off = Discharge Head 60m_@Pump Shut-off ....(1e)

(A3) 위 (A1항에서 언금한 여유**가 필요한 이유는  1) 펌프 흡입탱의 액면이 최저일 경우에도 배출압력을 유지할 수 있어야 하고 2)공정조건에 따라 운전 유량이 조금늘어나더라도 공급압력이 떨어지면 안되고 또한 3)유량조절밸브나 Filter, Strainer, 등에 저상이 좀 늘어나도 운전에 지장이 있으면 안되고 4) 공정유체의 약간의 물성차이 (점도,  밀도, 등)가 약간 변화되어도 공급 Head가 떨어져서는 안되기 때문입니다.

(A3)위의 (A2)에서 Pump Suction Tank의 액면위치가 달라지고 Suction Tank에 압력일 걸려있을 경우, Pump 유량이 0일때의 여러경우를 감안한 배출Head를 예로들었는데  만일,  Pump Suction Level이 최고이면서 Suction Tank에 압력에 걸려있다고 하면 최고의 압력일 걸릴 수 있으므로 Pump Shut-off시 걸릴 수 있는 최고의 압력을 고려한 <설계압력>을 적용하지 않으면  기기장치 파손이 일어날 수도 있습니다.

만일 그 기기장치가 Pump의 Maximum Shut-off Pressure 이상으로 설계압력(Design pressure, or Maximum Allowable Pressure)을 적용하여 제작되었다고 한다면 Pump Shut-off 시를 위한 Relief Valve가 필요하지 않지만 그렇지 않으며 그 설계압력에 해당하는 Relief Valve를 Pump Discharge Line이나 밸브없이 연결된 Equipment 어딘가에 달아두어야 합니다.