펌프 성능 곡선, Pump Performance Curve

1. 펌프 성능 곡선

펌프 성능 곡선이란 펌프의 해당 rpm에서의 유량, 양정, 효율, 동력, NPSHr 등의 상관관계를 나타낸 곡선이다.

출처 PR마스터의 공정설계

위의 펌프성능곡선은 일정한 RPM을 갖는 원심펌프의 성능곡선이다.

보통 펌프 성능곡선은 유량과 양정의 관계를 나타낸 H-Q곡선이며, 성능곡선, NPSHr 곡선, BHP 곡선으로 구성되어 있다.

 

그 전에 Pump Normal Flow는 정상상태에서 운전되는 조건에서의 유량이다.

Rated Flow는 최대의 부하 상태에서 최악의 운전조건에서도 이송해야 하는 유량이다.

1.1 H-Q 곡선

펌프의 성능은 보통 양정(Head)로 나타낸다. Curve에는 Pump Rted Flow 지점이 보통 표시되어 있다.

이송해야 하는 유량이 많을 수록 같은 rpm에서 낼 수 있는 head가 감소하는 형태이다. 

위 곡선에서 임펠러의 직경에 따라 같은 유량에서 낼 수 있는 양정이 달라진다.

 

1.2 성능곡선 (Efficiency Curve)

BEP는 해당 펌프가 최고 효율을 낼 수 있는 지점이다. 

펌프 선정시에는 Pump Rated Flow가 보통 bep의 80~110%범위 내에 들어오도록 선정해야 한다.

BEP 근처에서 효율이 높으므로 가동에 필요한 파워가 줄어들게된다.

 

1.3 NPSHr Curve

필요흡입양정은 유량에 따라 증가하는 양상을 보인다. 

NPSHr은 설계시 계산되는 값이므로, 사용조건에 부합하는 NPSHa값을

엔지니어가 구하고 일정 Margin이상을 확보해야 한다.

보통 NPSHa>1.3NPSHr이라고 한다.

 

출처 : 구글

1.4 Power Curve

BHP(Brake Horse Power)의 곡선을 의미한다. 구동에 필요한 동력을 의미하는 것이다.

 

1.5 펌프의 최소유량

펌프에는 MCSF, MCTF로 2가지 최소유량이 있다. 성능곡선에 MCSF 곡선이

임펠라 직경에 따라 보통 표현된다. 펌프 최소유량이라 하면 보통

펌프의 케비테이션을 예방하면서 이송 가능한 최소의 유량을 의미한다.

 

MCSF (Minimum Continous Stable Flow)는 vibration limit을 초과하지 않는 범위에서

운전 가능한 펌프의 최소유량을 의미한다.

MCTF(Minimum Continous Thermal Flow)는 펌프 유체의 온도 증가로 인해 펌프가 손상되지

않는 범위에서 운전 가능한 최소 유량을 의미한다.

 

위 그래프에서 보면 MCSF>MCTF임을 확인할 수 있다. 따라서 MCSF를 고려해 제작된다.

 

1.6 펌프의 END Of Curve

end of curve는 펌프가 문제 없이 운전될 수 있는 끝점을 의미한다. 

end of curve를 초과할시 진동등의 문제가 발생한다. 

아래 그림은 허용가동범위와 제작가동범위를 나타낸 것이다.

출처 : PR마스터의 공정설계

 

 

출처 : 네이버 블로그 PR 마스터의 공정설계