펌프 맥동(Surging)

맥동(Surging)이란 펌프나 송풍기를 저유량 영역에서 설비 입구와 출구의 진공계 및 압력계의 지침이 흔들이고 동시에 송출유량과 송출압력 사이에 주기적인 변동이 생기는 현상을 말한다.

펌프를 적은 유량 범위의 상태에서 가동시키게 되면 송출 유량과 송출 압력의 주기적인 변동이 반복되면서 소음과 진동이 심해지는 맥동 현상이 발생한다.

펌프의 서징 현상이 지속되면 시스템의 운전 상태가 불안정하게 되며, 심할 경우에는 기계 장치나 배관의 파손도 유발할 수 있다.

그리고, 서징에 따른 진동 주파수는 관로의 고유 진동수에 따라 다르나 대략 0.1~10Hz 정도로 알려져 있다.

펌프의 특성 곡선이 아래의 그래프와 같이 둥글게 솟은 형태인 산고 곡선이고, 이 곡선의 상승부(최고 양정 좌측부분)에서 펌프가 운전될 경우에 서징이 발생된다.

<그림 1> 펌프 성능곡선에서 맥동현상이 나타나는 영역

또한 다음 그림과 같이 펌프의 토출 배관이 길고 배관 도중에 물탱크나 기체 상태의 공기탱크가 있는 경우나 유량 조절밸브(Flow control valve)가 탱크의 뒤쪽(출구 쪽)에 있는 경우에 서징이 발생되기 쉽다.

<그림 2> 펌프 후단에 맥동현상이 나타날 수 있는 조건

1. 펌프의 성능곡선(H-Q 곡선)이 산형 특성이 아닌 것을 사용(가능하다면 전체 유량 영역에 있어서 우하향 하강 특성을 갖는 펌프를 사용함)

2. 배관중 불필요한 수조나 공기탱크가 없도록 함.

3. 펌프가 항상 특성 곡선의 우하향 지점에서 운전토록 설정함.

- 펌프의 회전수를 증가시킴 → 특성 곡선에서의 운전점이 변화됨.

- 펌프 토출 측 밸브의 개도율을 증가시킴 → 유량 증가, 압력 감소

- 필요 유량이 적은 경우에는 펌프 토출 측에 바이패스 배관을 설치해 펌프의 유량이 서징 영역보다 큰 범위에서

운전되도록 함.

4. 유량 조절밸브는 펌프의 토출 측 직후에 위치하도록 함.

5. 임펠러나 안내깃 등의 치수나 형상을 바꿔 펌프의 운전 특성을 변화시킴.

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