NPSH 계산: A 단계

May 19, 2023

이것은 5부작 시리즈의 첫 번째 기사입니다.

심리학의 세계, 특히 자기 성찰적인 문제 분야에서는 "당신이 저항하는 것은 지속될 것"이라고 종종 선언합니다.

여러분은 이전에 들어본 적이 있을 것입니다. 다시 한 번 말씀드리겠습니다. 펌프 세계에서 가장 오해되는 개념은 순흡입수두(NPSH)입니다. 나는 이 주제에 대해 여러 기사를 썼고 다른 많은 펌프 기술자나 엔지니어, 소위 전문가도 있습니다.

약어인 NPSH 이름 자체는 대부분의 펌프 초보자를 혼란스럽게 합니다. 주제와 필요한 계산은 업계에 처음 입문한 사람들, 주변에 있는 사람들(운영자 또는 관리자), 그리고 25년 동안 업계에 종사한 후에도 주제를 완전히 이해하고 있다고 잘못 믿는 전문가들을 혼란스럽게 합니다.

이 문제에 대해 우려할 필요가 있다고 제안합니다. 왜냐하면 NPSH 사용 가능(NPSHa) 계산과 관련된 실수는 너무 자주 발생하고 수정하기에는 비용이 많이 들기 때문입니다.

내 직위에서 재미있는 부분 중 하나는 매년 여러 펌프 학교에서 가르치고 NPSH의 개념을 이해하고 계산을 완료하는 방법에 대한 주제에 과정의 대부분을 할애한다는 것입니다. 교육 과정에서는 일반적인 산업 응용 분야에서 접할 수 있는 다섯 가지 주요 사례를 다룹니다. 이 예는 "Cameron Hydraulic Data Book"의 1장에서 가져온 것입니다.

일단 이 다섯 가지 예와 각각의 몇 가지 변형을 배우면 실제 세계에서 접하는 응용 프로그램을 처리할 수 있을 것이라는 기본적인 낙관적 의도를 가지고 이 칼럼에서 먼저 다섯 가지 예를 설명하고 다음 4개월에 걸쳐 설명할 것입니다. 지금부터 추수감사절 사이에 편리한 참고 자료로 다섯 개의 열을 모두 읽고 정리할 수 있습니다. 배경 지식으로, 주제에 관한 이전 칼럼 두 개(2015년 8월 펌프 및 시스템 칼럼과 2018년 4월 칼럼)를 다시 검토해 주시기 바랍니다.

순 포지티브 흡입 수두는 액체의 피트(또는 미터) 단위의 총 흡입 수두에서 펌핑되는 액체의 증기압(피트 또는 미터 단위)을 뺀 값입니다.

머리를 힘과 같은 압력이 아니라 에너지 수준으로 생각하십시오. 모든 값은 절대적입니다.

NPSHa는 펌프 중심선 또는 임펠러 아이에서 측정됩니다. 이 두 가지는 서로 다른 장소나 고도에 있을 수 있습니다. NPSHa를 펌프 입구 또는 임펠러 눈에서 액체의 사용 가능한 에너지 수준으로 생각하십시오. NPSHa가 충분하지 않으면 액체가 증기로 깜박입니다. NPSHa를 흡입 압력과 혼동하지 마십시오. 흡입 압력은 어떤 면에서는 혼합의 구성 요소이지만 이야기에는 더 복잡한 것이 있습니다.

NPSHa는 시스템이 펌프 임펠러 눈에서 사용할 수 있는 NPSH의 양입니다. 이 NPSHa 값은 전적으로 액체, 액체의 특성, 주변 조건, 흡입 시스템 설계 및 형상의 함수입니다. 본질적으로 계산은 흡입 시스템 자체에 관한 것이며 펌프와는 아무런 관련이 없습니다. 이 계산은 시스템 소유자, 최종 사용자 및/또는 엔지니어나 컨설턴트가 완료해야 합니다. 책임상의 이유로 제조업체는 일반적으로 고객의 계산에 관여하지 않도록 지시됩니다. 그러나 시간이 지남에 따라 제조업체는 주로 보존 문제에 더 많이 관여하게 됩니다.

필요한 NPSH(NPSHr)는 경험적 방법과 HI(Hydraulic Institute)의 표준 및 사양을 사용하여 펌프 제조업체에서 가장 일반적으로 결정합니다. NPSHr 값은 일반적으로 펌프의 성능 곡선에 보고됩니다.

NPSHr과 NPSH3은 본질적으로 동일합니다. 주어진 수두와 유량의 작동 지점에서 펌프는 NPSH가 부족하여 이미 약간의 캐비테이션이 발생했으며 유량이 특정 값으로 고정되는 동안 발달된 수두는 3% 감소했습니다.

NPSH 마진은 NPSHa 값이 NPSHr을 초과하는 정도입니다. 권장 마진이나 적절한 마진에 대한 지침이 있으며, 마진이 높을수록 좋습니다. 이 주제에 대한 자세한 내용은 ANSI/HI 9.6.1-2012를 참조하십시오.