펌프 입구/출구 압력과 양정 사이의 관계

핵심 공식 (가장 중요한 공식)

양정(H) = (펌프 출구 압력 - 펌프 입구 압력) / (액체 밀도 × 중력 가속도)

기호로 표시됨:

H = (P2 - P2) / (ρ × g)

어디:

H: 펌프에 의해 생성된 양정(머리), 단위는 미터(m)입니다.

P₂: 펌프 배출 플랜지에서의 절대 압력으로, 일반적으로 파스칼(아빠) 단위입니다.

P₁: 펌프 흡입 플랜지에서의 절대 압력으로, 일반적으로 파스칼(아빠) 단위입니다.

ρ: 펌핑된 액체의 밀도(kg/m³). 실온의 물의 경우 ρ ≈ 1000 kg/m³입니다.

g: 중력 가속도, 약 9.81 m/s².

핵심 개념 설명

머리란 무엇인가요?

높이가 아닙니다: 양정(머리)은 단순히 물리적인 양정 높이가 아닙니다. 양정은 펌프가 액체의 단위 중량에 전달하는 총 기계적 에너지를 나타내는 에너지 개념입니다. 단위는 미터(m)이며, 이는 펌프가 액체를 들어 올릴 수 있는 이론적인 높이로 이해할 수 있습니다.

유체 종류와 무관: 양정(머리)은 펌프 자체의 성능 매개변수입니다. 동일한 펌프가 동일한 속도로 작동할 때, 물, 기름 또는 다른 액체를 펌핑하더라도 동일한 양정(H) 값을 생성합니다. 그러나 소비 전력과 그에 따른 압력은 다를 수 있습니다.

압력이란 무엇인가?

압력은 단위 면적당 힘입니다. 펌프에서 발생하는 출구 게이지 압력은 직관적으로 펌프 추력의 크기를 반영합니다.

유체의 밀도와 밀접한 관련이 있습니다. 공식 P = ρ × g × H에 따르면 펌프가 생성하는 압력(P)은 액체의 밀도(ρ)에 직접적으로 비례합니다. 밀도가 높은 액체(예: 기름)를 펌핑하면 동일한 양정에서 더 큰 압력이 발생합니다.

핵심적인 차이점과 연결점

양정은 원인이고, 압력은 결과입니다. 펌프의 특성은 펌프가 제공할 수 있는 양정을 결정합니다. 특정 밀도를 가진 액체에 작용하는 이 양정은 궁극적으로 입구와 출구 사이의 압력 차이로 나타납니다.

헤드는 펌프의 성능 등급으로, 압력은 그 성능이 특정 대상(특정 액체)에 작용할 때 발생하는 효과로 생각하면 됩니다.

응용 예시 (물을 예로 들면, 밀도 ≈ 1000 kg/m³, 중력 가속도 g ≈ 10 m/s²로 단순화함)

펌프의 양정(헤드)이 100미터라고 가정해 봅시다.

이로 인해 발생하는 압력 차이를 계산하십시오.

ΔP = ρ × g × H = 1000 kg/m³ × 10 m/s² × 100 m = 1,000,000 아빠 = 1 MPa ≈ 10 술집

즉, 입구 압력이 대기압(0 술집 게이지)인 경우 출구 게이지 압력은 약 10 bar가 됩니다.

현장 방문 견적 담당자:

현장에서 측정한 결과 펌프 토출구 게이지가 0.8 MPa(8 술집)이고 흡입구 게이지가 0.1 MPa(1 술집)를 나타내는 경우.

그러면 압력 차이 ΔP = 0.8 - 0.1 = 0.7 MPa = 700,000 Pa입니다.

수두를 계산합니다: H = ΔP / (ρ × g) = 700,000 / (1000 × 10) = 70미터.

이 70미터는 현재 작동 조건에서 펌프가 실제로 제공하는 유효 양정입니다.

중요 사항

계산에는 절대 압력을 사용해야 합니다. 공식의 P₁과 P₂는 이론적으로 절대 압력입니다. 그러나 실제 엔지니어링에서는 입구와 출구 압력을 동일한 기준(일반적으로 현지 대기압)을 사용하는 게이지로 측정할 경우 게이지 압력 차이를 사용해도 완벽하게 정확한 결과를 얻을 수 있습니다. 즉, H = (출구 게이지 압력 - 입구 게이지 압력) / (ρ × g)입니다.

흡입 압력은 NPSH 요구량을 초과해야 합니다. 흡입 압력(P₁)이 너무 낮으면 펌프 내부에서 액체가 기화되어 캐비테이션이 발생하고 펌프가 심각하게 손상됩니다. 펌프 성능 곡선에서 요구되는 순흡입양정(NPSHr)은 P₁이 충분히 높도록 설정하는 핵심 매개변수입니다.

시스템 저항에 의해 작동점이 결정됩니다. 배관 시스템에서 펌프의 실제 토출 압력은 펌프의 양정-유량 곡선과 배관 시스템의 저항 곡선이 만나는 지점에서 결정됩니다. 펌프는 생성하는 양정이 해당 유량에서 시스템에 필요한 저항(고도 상승, 배관 마찰, 밸브 저항 등 포함)과 정확히 같아질 때까지 출력을 조절합니다.