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  펌프 선정에 관하여 질문드립니다.
  글쓴이 : 안병민   고유ID : ultrabe     날짜 : 18-11-06 09:23     조회 : 76    
항상 많은 도움을 받고 있습니다. 감사드립니다.
기존에 AOD (Air Operated Diaphragm) 펌프를 사용하던 장소에 이송량 증대를 위해 기어펌프 및 라인을 신설하는 업무를 진행하다가 질문 사항이 있어서 글을 올립니다.

A. 흡입측
: Ground에서 1.8m 높이 (Ground to TL)에 설치 되어 있는 상압 Vessel 입니다.
(2:1 elliptical head, Vertical, TL To TL : 2.3m)
B. 펌프
: 사용하는 유체의 점도가 100 cP로 기어펌프를 고려하고 있습니다. Ground 에 설치
C. 토출측
: Tank Lorry이고, 이송시에 대기 Vent를 열어두기 때문에 역시 상압입니다.
(Horizontal, Ground 부터 Tank : 2.0m, Tank의 직경 : 2.4m )

질문드립니다.
1. 이러한 경우 업체에서 요구하는 양정을 계산하고 싶습니다.
..이 경우, 물을 흡입해서 올리는 것이 아니므로 Head라고 표현하는 것이 맞을까요?
..단순히 흡입측 레벨과 토출쪽 높이의 차이인 0.3m에 손실양정을 더하면 되는것인지요?
..Tank lorry 측 투입구가 하부에 있습니다. (상부에 벨브 X) 이경우의 양정 계산은 어떻게 하는것이 좋을까요?
..이송이 진행되는 동안 Tank lorry 레벨은 증가 할 것이고 이는 토출 유량에 영향을 줄 것같습니다.
2. 목표로 하는 유량은 11m3/hr입니다. 라인의 크기는 어떠한 방법으로 결정을 하면 좋을까요?
(라인 사이즈에 따라서 손실양정이 달라질 것이 때문에)
..Tank lorry 투입구 쪽 사이즈가 3 inch 이기 때문에 단순히 3 inch 로 가면 되는 것인지
..계산을 통해서 값을 얻어야 하는지 알고 싶습니다.
3. 이 case와는 별개로 같은 조건에서 흡입/토출쪽 용기가 상압이 아니고 압력이 있다면 계산이 어떻게 되어야 할까요?

이번 업무를 하면서 여러가지를 읽었는데 명확하게 정리가 되지 않다보니 적용에 어려움이 있습니다.
항상 답변주시는 모든 분들께 감사드립니다.

스테파노 Stefano   18-11-07 10:49
먼저,...AOD Pump라고 하면 다른 회사나 공장에서 알아들을 수 없고 본인만이 알 수 있는 용어를 사용한다는 것은 언어가 통하지 않는 외국인이나 외계인과 이야기 하는 것처럼 알아듣지 못하는 언어로 이야기 하는 것과 같아서 정보나 의사의 전달의 될 수 없습니다.  이곳 게시판에서 수도없이 반복하고 있는 이야기만..
약어는 반드시 풀어서 써준 다음 이를 사용하도록 하세요.  AOD(.....)라고 한번만 써주고 사용하면 됩니다.

이는 다른 독자들을 위한 최소한의 배려입니다.
     
안병민 ultrabe   18-11-07 11:07
해당 부분을 수정하였습니다. AOD (Air Operated Diaphragm).
구글링으로 자료를 알아보는 도중에 자주 보이는 단어 였기에,
질문을 드리는 입장에서 단어 선택에 신중하지 못하였습니다. 죄송합니다.

그 외에도 제가 잘 못사용한 단어들을 말씀해주시면 수정하도록 하겠습니다.
스테파노 Stefano   18-11-07 15:57
(A0) Head,
유체 특히 액체를 품어올리기 위한 높이를 Head라고 하는데 그 액체가 물인 경우가 많아서 그냥 "Head"라고 하면 "수두(Water Head)"를 묵시적으로 의미하는 경우가 아주 흔합니다.  엄밀하게는 그 유체명을 "Fluid"로 나타내어 "Fluid Head"라고 표현해야하지요.

(A1) 펌프 수송을 위한 최소의 Head
현장에 설치된 펌프가 제대로 동작할 수 있으려면  흡입측 탱크 액면이 최소일때에도 배출구 최고의 액면에 다다를 때까지 펌핑하여야 하므로  흡입탱크 최하액면  지상 1.8 m에서  배출탱크 최고액면 4.4m (2m+2.4m)이 되는 정압Head 차 4.4-1.8 =2.6 m 를 가져야하고 여기에다  압력손실, 운동량 손실 등의 Head 차이를 추가로 더해준 값이 필요합니다. 

만일 배출관 끝 높이가  5m에 있다고 하면 5.0-1.8=3.2 m의 정압차에다 이송관 압력손실등의 Head 차가 더해져야 합니다.  물을 가장 높은 배출구 까지 품어올리지 않으면 이송이 불가능하기 때문이지요.

배출탱크의 하부에 연결관이 달려있어도 액면의 최고 높이가 될 때까지의 정압차 Head와 압력손실에 해당하는 Head가 필요합니다.  세번째 질문에서도 반복하겠지만 탱크간 압력차에 의한 압력도 Pressure Head로 환산하여 Head 계산에 포함시켜야 합니다.

(A2) 이송관경의 결정..
이송관의 크기가 크면 압력손실은 작지만 연결관의 설치비용이 늘어나고 작으면 배관공사비는 줄지만 압력손실이 늘어나 펌핑 동력비가 늘어납니다.    압력손실의 얼마나 되는지 계산하려면  관경의 크기를 정하고 관에 연결되는 엘보, 밸브, 티, 여과기 등의 차압이 모두 고려되어야 합니다.  Tank Lorry 연결관 크기로 관을 정할 필요는 없습니다.  마지막 연결구의 크기를 맞추기 위한 Reducer, Adapter, Connection Nozzle 등을 사용하여 연결하면 됩니다. 

(A3) Head차의 계산 방법

두개의 탱크에 각각 압력이 걸려있을 경우 압력에 의한 "Pressure Head" 차이도 고려해 주어야 합니다. 

i) Static Head 계산:  지상높이차는 그대로 높이 차이로 계산합니다.    정압차, Δh1 m = 액면 높이차, m = Head 차, m
ii) 압력손실에 의한 Head차:  압력손실을 Head 단위로 환산해서 계산합니다.        Pressure Head 차, Δh2 m  = {Pressure Loss, kg-f/m2}/(Fluid 비중력, 비중 ρ kg/m3* 9.8 m/s^2/(kg/kgf*9.8 m/s^2)}
iii) 탱크 압력차에 의한 Head차:  압력차를 Head 단위로 환산해서 계산합니다.        Pressure Head 차, Δh3 m  = {Pressure Difference, kgf/m2}/(Fluid 비중력, 비중 ρ kg/m3* 9.8 m/s^2/(kg/kgf*9.8 m/s^2)}
iv) 유속차에 의한 Velocity Head차" 흡입 배출구의 액면, 노즐에서의 운동에너지 차이가 있으면 이를 계산합니다 .  Velocity Head 차, Δh4 m = (v2^2-v1^2) m^2/s^2/(2*9.8 m/s^2),  v1=입구속도

Δ h= Δh1 + Δh2 + Δh3 +Δh4.............(1)  탱크 모두 대기압인 경우 압력차가 없으므로 Δh3=0.  속도차를 무시하면  Δh4=0
     
안병민 ultrabe   18-11-08 09:51
질문과정에 문제가 있었음에도 자세한 설명 감사드립니다.

추가적으로 궁금한 점있습니다.

배출관의 끝높이가 지상에서 5m 이지만, 실제 토출 배관중 지상과의 거리가 가장 높은 부분이 10m인 경우 입니다.
(펌프에서 Tank Lorry까지의 거리가 멀어 토출배관이 메인 파이프랙을 거쳐서 가는 경우)
이경우에는 10-1.8 = 8.2m 의 정압차에 이송관 압력 손실등의 head차를 더하면 문제가 없을까요?

다시 한번 감사드립니다.
Stefano    18-11-08 12:55
맞습니다.  처음에는 배관 내에 액이 비워져 있을 터이고 액을 가장 높은 곳까지 밀어올려야 하기 때문에 높이차에 의한 정압 Head는 배관중 가장 높은 곳을 기준으로 해야 하겠지요. 

액을 관따라 올라가면서 순차적으로 10m 높이로 밀어 올릴 때는 관 내에는 공기가 모두 액으로 대체되지만 내려오는 경우 중력장에 의해 액이 흘러내리고 공기는 관 내에 남아있어서 그 공간에서의 액기둥 감소높이, 즉 동력절감에 별 쓸모가 없는 셈이지요.
     
안병민 ultrabe   18-11-14 08:02
자세한 설명 감사드립니다.
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