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건축설비기사 건축설비설계 · 캐비테이션과 펌프의 직·병렬 운전

Cavitation NPSH & Series/Parallel

펌프 흡입부 압력이 물의 포화증기압 아래로 내려가면 물이 끓어 기포가 생겼다 터지는 캐비테이션이 일어나므로, 유효흡입수두 NPSHa가 펌프가 요구하는 NPSHr 이상이어야 안전하다. 펌프 두 대를 직렬로 이으면 같은 유량에서 양정이, 병렬로 이으면 같은 양정에서 유량이 대략 더해진다. 첫 그림은 흡입 수면 높이에 따른 NPSHa를 NPSHr과 견줘 판정하고, 둘째 그림은 단일 · 직렬 · 병렬 운전의 H-Q 합성 곡선을 그려요. 흡입양정 슬라이더로 NPSHa를 바꾸고, 운전 방식 버튼으로 합성 곡선을 바꿔 볼 수 있어요.

NPSH와 캐비테이션

3 m
유효흡입수두
NPSHa = 6.49 m
NPSHr = 3.5 m 이상이라 정상
NPSHa 정의
NPSHa = Pa - Pvγ - Hs - hL
그림에 쓴 값: 대기압 수두 10.33 m · 증기압 수두 0.24 m(약 20℃) · 흡입 손실 0.6 m · NPSHr = 3.5 m

직렬 · 병렬 합성 곡선

💡 관찰
①직렬은 같은 Q에서 H가 대략 더해진다 (고층 · 장거리)
②병렬은 같은 H에서 Q가 대략 더해져요 (대유량)
③실제 운전점은 합성 곡선과 시스템곡선이 만나는 점이다
④캐비테이션을 막으려면 흡입양정과 흡입 손실을 줄이고, 수온이 높아 증기압이 오르는 것에 주의한다
🎯 시험에서 묻는 것
①캐비테이션이 없으려면 NPSHa ≥ NPSHr이어야 한다
②캐비테이션이 생기면 소음 · 진동 · 침식 · 양정 저하가 나타나요
③직렬은 양정을, 병렬은 유량을 키워요
④흡입양정이 크거나 배관 저항이 크면 NPSHa가 줄어든다
📝 대표 기출 유형
①NPSHa 계산
②직렬 · 병렬 운전 때 성능곡선 변화
③캐비테이션 방지 조치 고르기
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