게시판 > 질답게시판 > NPSHa와 NPSHr 값을 비교하는 법.

스테파노 Stefano

15-12-22 12:29

(A1) NPSHa
이 값을 계산해서 0.49 kg/cm2가 얻어졌을 때 ⓐSuction Head(or Lift) in pressure unit, ⓑSuction Drum Gauge Pressure, ⓒAtmospheric Pressure, ⓓSuction Pressure Drop, ⓔFluid Vapor Pressure등 모든 압력요소돌의 두루 고려되어 계산된 것이었고 이 압력을 S.G로 나누어 3.5 m 가 나왔다면 이는 <NPSH in Water Head>가 아니고 <NPSHa in Fluid Head>가 맞습니다.
(과연 그렇게 계산되었는지 확인 과정이 필요합니다.)

Pumping Fluid의 Density가 물보다 높기 때문에 Suction의 NPSHa in Fluid Head를 NPSHa in Water Head로 환산하려면 밀도비 1.4로 곱해주면 됩니다.

즉 3.5 m-Fluid Head = (3.5*1.4) m-Water Head = 4.9 m-Water Head

(A2) NPSHr
Pump Vendor의 Data가 제시하는 NPSHr 2.4 m가 (Wate를 기준으로 한)수두로 나타냈다면 이는 <NPSHr, 2.4 m in Water Head>로 나타낸 것입니다.

Pump가 요구하는 NPSHr 2.4 m-Water Head 보다 실제의 NPSHa 값이 4.9 m-Water Head라면 2.5 m-Water Head의 여유가 있어서 문제없을 것 같습니다 (앞의 A1에서 NPSHa 계산 4.9m-Water Head가 맞게 계산되었는지 필히 확인해 보세요.)

(A3) "Head" 라는 용어는 원래 수력학에서 사용해오기 시작해서 현재에 이르고 있습다.
Head를 현대식으로 정의하자면 중력장 하에서 유체가 가진 에너지를 기준점에서부터의 높이, 즉 위치에너지로 나타낸 것으로 [m-Fluid Head]로 나타냅니다. 물인 경우 m-Water Head, m-수두, 수두 ~m, 등으로 표시합니다.

일반적으로 "압력"은 작용하는 면적에 수직으로 가해지는 힘을 말하는데 이 "압력에다" "유체 부피"를 곱하면 그 유체가 가지고 있는 "공간에너지"가 됩니다. 열역학에서 물질의 "내부에너지가" 있듯이 물질이 어느 공간에서 외부압력에 저항하고 있다고 하면 이는 바로 "외부에너지"가 됩니다. 단위질량당 외부에너지는 "압력"에 "유체의 비용적(단위질량당 용적)"을 곱한 것이 되고 "압력"을 "유체의 단위용적당 질량"으로 나누어도 계산은 같습니다.

여기서 눈치빠른 독자들은 알아차릴 수 있거나 이미 알고 있었듯이 "Head"는 단위질량의 유체가 어느 공간에서 외부압력에 저항하고 있을때 축적되어있는 에너지를 의미하며 <단위질량당 외부에너지>를 계산하려면 <압력>에 <비용적>을 곱하거나 <압력>을 <비중량>으로 나누어 주면 됩니다. 순서를 역으로 <Head>에 <비중량>을 곱하면 <압력>이 됩니다.

{Head in m} = {Pressure in kgf/cm^2} * [10,000 cm^2/m^2] / {Gravitational Force of Fluid per m^3-Fluid} .....(1)
여기서 [ ]는 단위환산계수입니다.

{Gravitational Force of Fluid } = {S.G}*{Gravitational Force or Weight of Water, 1,000 kgf/m^3}........................(2)

{Specific Gravity, S.G} ≡ {Specific Weight of Fluid, kgf/m3-Fluid}/{Specific Weight of Water, kgf/m^3}...............(3)
={Density of Fluid, kgm/m^3-Fluid}/{Density of Water, kgm/m^3-Water}

질문에서 인용한 수식은 (1)식에 (2)식을 대입하면 얻어지는 수식입니다.

Pumping Fluid의 Density가 물보다 높기 때문에 Suction의 NPSHa in Fluid Head를 NPSHa in Water Head로 환산하려면 밀도비 1.4로 곱해주면 됩니다.

즉 3.5 m-Fluid Head = (3.5*1.4) m-Water Head = 4.9 m-Water Head

(A2) NPSHr
Pump Vendor의 Data가 제시하는 NPSHr 2.4 m가 (Wate를 기준으로 한)수두로 나타냈다면 이는 <NPSHr, 2.4 m in Water Head>로 나타낸 것입니다.

Pump가 요구하는 NPSHr 2.4 m-Water Head 보다 실제의 NPSHa 값이 4.9 m-Water Head라면 2.5 m-Water Head의 여유가 있어서 문제없을 것 같습니다  (앞의 A1에서 NPSHa 계산 4.9m-Water Head가 맞게 계산되었는지 필히 확인해 보세요.)

(A3) "Head" 라는 용어는 원래 수력학에서 사용해오기 시작해서 현재에 이르고 있습다.  
Head를 현대식으로 정의하자면 중력장 하에서 유체가 가진 에너지를 기준점에서부터의 높이, 즉 위치에너지로 나타낸 것으로  [m-Fluid Head]로 나타냅니다.  물인 경우 m-Water Head, m-수두, 수두 ~m, 등으로 표시합니다.

일반적으로 "압력"은 작용하는 면적에 수직으로 가해지는 힘을 말하는데 이 "압력에다" "유체 부피"를 곱하면 그 유체가 가지고 있는 "공간에너지"가 됩니다.  열역학에서 물질의 "내부에너지가" 있듯이 물질이 어느 공간에서 외부압력에 저항하고 있다고 하면 이는 바로 "외부에너지"가 됩니다.   단위질량당 외부에너지는  "압력"에 "유체의 비용적(단위질량당 용적)"을 곱한 것이 되고 "압력"을 "유체의 단위용적당 질량"으로 나누어도 계산은 같습니다.

여기서 눈치빠른 독자들은 알아차릴 수 있거나 이미 알고 있었듯이 "Head"는 단위질량의 유체가 어느 공간에서 외부압력에 저항하고 있을때 축적되어있는 에너지를 의미하며 <단위질량당 외부에너지>를  계산하려면 <압력>에 <비용적>을 곱하거나 <압력>을 <비중량>으로 나누어 주면 됩니다.   순서를 역으로 <Head>에 <비중량>을 곱하면 <압력>이 됩니다.

{Head in m}  = {Pressure in kgf/cm^2} * [10,000 cm^2/m^2] / {Gravitational Force of Fluid per m^3-Fluid} .....(1)
여기서 [  ]는 단위환산계수입니다.

{Gravitational Force of Fluid } = {S.G}*{Gravitational Force or Weight of Water, 1,000 kgf/m^3}........................(2)

{Specific Gravity, S.G} ≡ {Specific Weight of Fluid, kgf/m3-Fluid}/{Specific Weight of Water, kgf/m^3}...............(3)
={Density of Fluid, kgm/m^3-Fluid}/{Density of Water, kgm/m^3-Water}

질문에서 인용한 수식은 (1)식에 (2)식을 대입하면 얻어지는 수식입니다.

harry

15-12-22 12:46

답변 감사드립니다.!!
요지인직, NPSHa 값은 Fluid에 대한 값이며 NPSHr값과 비교할 때는 S.G를 곱하여 준 값으로 해야한다는 말이군요.
Vendor에서 정하는 NPSHr 값은 water test 값이므로...
NPSHa값을 3.5m(S.G=1.4), NPSHr값은 2.4m(water) 이므로, water로 환산하면 4.9m water와 2.4m water를 비교해야 한다는 의미지요?
다만, 제가 경험한 바로는 process data sheet에 기입하는 NPSHa값과 NPSHr 값과 비교시 S.G는 고려하지 않았습니다.
NPSHa가 3.5m이면 이 값을 그대로 비교하여, 0.6m, 1m, 2m의 기준에 맞는지 확인 했습니다.

스테파노 Stefano

15-12-22 12:54

NPSH 계산시 어떻게 계산되었는지 확신할 수 없기 때문에 장담할 수가 없습니다. NPSH 계산에는 Fluid 조건과 Suction Pipe상태 등을 정확히 고려하는 것이 필요합니다. 한번 잘못 산 펌프를 환불받기는 어렵고 시간이 걸리잖아요.

NPSH계산에 사용되는 SG는 Friction Loss 계산에 사용된는 것이고, Pump Power 계산에도 SG 계산을 하지 않으면 낭패를 만납니다.

harry

15-12-22 13:12

friction loss와 pump power계산시에는 density를 고려하여 계산하였습니다.
Process data sheet에는 NPSHa(m) = {NPSH(kg/cm2) x 10.0}/S.G를 한 값을 기입하고, NPSHr은 vendor에서 water로 test한 값을 기입합니다. 이 경우, NPSHa 값은 liquid head, NPSHr 값은 water head인데... 결국, 그대로 비교하면 S.G에 따른 head 차이를 고려하지 않는 것이 된다는 설명이신데... 이것을 환산해서 비교한 적이 없어서...
아무튼 고맙습니다.!!!~
스테파노님~~

스테파노 Stefano

15-12-23 08:02

< 결국, 그대로 비교하면 S.G에 따른 head 차이를 고려하지 않는 것이 된다는 설명이신데... > 이렇게 설명한 것이 아닙니다.

Pump Data Sheet 에 NPSHa를 기록할 경우 NPSHa (Fluid),(Liquid),(유체명)와 같이 분명히 명시해 주어야 합니다. 만일 물을 기준으로 하였다면 (Water)라고 명시해 두면 혼동의 우려가 없습니다.

harry

15-12-23 09:16

NPSH중, static head를 pressure를 구하기 위해 S.G를 나누어 줍니다.
따라서, 해당 fluid의 S.G에 해당하는 압력이 계산되며 이것을 해당 fluid의 S.G로 나눠주어야 water head가 되네요...
계산 sheet를 연구하다보니 답이 나왔습니다.

key point는 static head가 pressure로 환산될 때, S.G를 고려했으므로 water head로 환산시 해당 S.G를 나눠줘야 하는 것이네요.
그래서, 이런 guide가 나오네요.
NPSH(m) = {10.0 x NPSH(kg/cm2)}/S.G

감사합니다.!!~

Stefano

15-12-23 22:13

<NPSH중, static head를 pressure를 구하기 위해 S.G를 나누어 줍니다.
따라서, 해당 fluid의 S.G에 해당하는 압력이 계산되며 이것을 해당 fluid의 S.G로 나눠주어야 water head가 되네요...
계산 sheet를 연구하다보니 답이 나왔습니다.

key point는 static head가 pressure로 환산될 때, S.G를 고려했으므로 water head로 환산시 해당 S.G를 나눠줘야 하는 것이네요.
그래서, 이런 guide가 나오네요.
NPSH(m) = {10.0 x NPSH(kg/cm2)}/S.G >

모두 틀렸습니다. 전혀 말이 안되는 방식으로 이해하고 있습니다. 앞선 설명을 차분히 다시 읽어보세요.