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장치에 의한 압력강하를 고려한 베르누이식 에 대한 궁금증

글쓴이 : 유쾌한홍태 고유ID : bladeq 날짜 : 10-08-02 10:52 조회 : 4726

안녕하세요 ^^ 현업중에 pump에 대한 효율을 계산하려다가 나름대로 문제에 봉착해서 이렇게 글을 씁니다.

Tank 1(용량 10만bbl, 직경 36.6m, 높이 16.5m)로부터 유체(specific gravity 0.929, viscosity 167.44cp)를 421 m3 per hr의 유량으로 Tank 2로 도입하고 있다. 저장탱크로부터 펌프 흡입부에 이르는 배관의 길이는 800m이고 흡입부의 (OD:406.4 관 두께:9.53) 토출부 ( OD:273.1 관두께:9.27
)이다. 이 유체를 pumping하여 50m 떨어진 곳의 6.1m 높이의 Drum으로 이송하고자 한다. 모든 배관에서 마찰손실은 무시하고, Pump 토출부부터 Drum까지 열교환기, Control Valve 등 장치물에의한 압력강하는 23kg/cm2 이다.

1) Pump의 효율이 59.4%라면 Pump가 해야 할 일(kw)을 계산하시오(pump 흡입부와 토출부의 높이차 및 펌프내에서 마찰손실은 무시). 그리고 원심Pump로 고려하고 가격을 예측하여 보시오.

2) Pump의 Motor 효율이 87.7%라면 연간 340일 운전기준으로 연간 pump 동력비를 계산하시오(전기요금은 산업용전력(병) 고압C - 선택III -중간부하 봄/가을철 적용
http://cyber.kepco.co.kr/cyber/01_personal/01_payment/payment_table/payment_table_02.jsp 참조)

스테파노 Stefano

10-08-03 12:37

(1) Pump가 해야 할 일은 유량*압력차를 곱해서 펌프의 효율로 나누면 됩니다. 펌프는 압력이 이겨내야하고 필요한 높이로 퍼 올려야 합니다. 펌프의 동력은 유량과 전체 압력차의 곱으로 계산되며 이를 효율로 나누면 됩니다.

Pump Motor가 해야 할 일, Wp, kW = (1/10^3)*Q*(ΔP + ρ*g*Δh)/(ηp)/(ηm)...................(1)
Pump의 연간 동력비 C, W/y = Wp*(연간가동시간 Θ, h/y)*(전력단가 c, W/kWh )..............(2)

Q=유량(m3/s), ΔP=압력차(Pa=N/m^2), ρ =밀도(kg/m^3), g=중력가속도(9.8066m/s^2), Δh=수두차(m)
C=연간동력비(W/y), Θ=연간가동시간(h/y), c= 전력단가(w/kWh), (ηp)=펌프효율(-), (ηm)=모터효율(-)

(2) 문제에서 ΔP은 압력손실을 포함한 전체의 압력차이고 Δh는 흡입탱크 액면과 배출구 간의 높이차입니다.

단위를 점검해 봅니다.
Q*(ΔP) [=] (m^3/s)*(Pa)=(m^3/s)*(N/m^2)=(N-m)/s =J/s=W
Q*ρ*g*Δh[=](m^3/s)*(kg/m^3)*(m/s^2)*(m)=(kg-m/s^2)*(m/s)=N-m/s=J/s=W

(3) 펌프가격은 물가정보에서 찾아보세요.

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