NPSH에 대해 알아야 할 사항

Jun 18, 2023

펌프 흡입 노즐에서 증기압에 대한 압력의 여유는 순흡입수두(NPSH)입니다. NPSH는 흡입압력(정체)과 증기압의 차이입니다. 방정식 형식:

증기압은 항상 절대 단위로 표현되므로 흡입 압력도 절대 단위로 표시되어야 합니다. 미국 관습 단위에서는 두 압력 모두 절대 평방인치당 파운드(psia) 단위여야 합니다. 게이지 압력은 대기압을 추가하여 절대 압력으로 변환됩니다.

위의 방정식은 압력(psi) 단위로 답을 제공합니다. 이는 다음 방정식을 통해 머리(피트) 단위로 변환할 수 있습니다.

NPSH는 모든 펌핑 시스템에서 매우 중요한 주제입니다. 모든 펌프 문제의 80%는 부적절한 흡입 조건으로 인해 발생하며 대부분의 흡입 문제는 NPSH와 관련이 있는 것으로 추정됩니다. (시스템이 예상만큼 많은 것을 제공하지 않거나 펌프가 예상보다 많은 것을 요구합니다.) 따라서 대부분의 펌프 문제는 NPSH 문제일 가능성이 높습니다.

원심 펌프의 경우 NPSH 값은 피트 또는 미터와 같은 비에너지(등가 기둥 높이) 단위로 표현됩니다. 변위 펌프(회전식 및 왕복식)의 경우 NPSH 값은 일반적으로 평방 인치당 파운드(psi), 킬로파스칼 또는 바와 같은 압력 단위로 표시됩니다.

NPSH 값은 게이지 압력이나 절대 압력이 아닙니다. psig의 "g"는 압력이 대기압 이상으로 측정되었음을 의미합니다. psia의 "a"는 압력이 절대 영도(완벽한 진공) 이상에서 측정된다는 의미입니다. NPSH는 증기압 이상의 압력을 측정한 것이므로 NPSH(미국) 단위는 psi 또는 피트입니다.

NPSHa는 시스템에서 사용할 수 있는 NPSH를 나타냅니다. 이는 펌프 흡입 노즐의 흡입 압력을 측정하고, 기준점으로 수정하고, 대기압을 추가하고, 속도 수두를 추가하고, 증기압을 빼서 계산할 수 있습니다. 방정식 형식:

원하는 경우 방정식에 연결하기 전에 모든 단위를 머리(피트)로 변환할 수 있습니다.

시스템이 구축되지 않은 경우 흡입탱크의 압력부터 시작하여 NPSHa를 계산해야 합니다. 대기압을 추가하고, 기준점 위(아래)의 액체 레벨을 추가(또는 빼기)하고, 탱크에서 펌프까지의 모든 손실을 빼고 증기압을 뺍니다.

NPSHr 문자는 펌프에 필요한 NPSH를 나타냅니다. 이 특성은 테스트를 통해 결정해야 합니다.

펌프의 올바른 작동을 위해서는 NPSHa > NPSHr이 필요합니다. 시스템은 펌프에 필요한 것보다 더 많은 NPSH를 제공해야 합니다.

NPSHr이 NPSHa를 초과할 때 발생하는 잠재적인 합병증 중 하나는 캐비테이션입니다. 언제든지 액체의 정압이 증기압 아래로 떨어지면 액체의 일부가 끓어오르고 가스로 변합니다. 이러한 기포 형성을 캐비테이션이라고 합니다. (액체에 구멍이 생깁니다.) 흡입관이나 펌프 내부에 가스가 형성되면 펌프 용량 및/또는 양정이 감소할 수 있습니다. 또한 펌프가 손상될 수도 있습니다. 액체가 펌프로 유입되면 압력이 감소합니다. 원심 펌프에서는 액체가 임펠러의 눈으로 가속되어 압력이 감소합니다. 그런 다음 임펠러 베인이 액체를 분할하여 더 낮은 압력 영역을 만듭니다.

증기압에 비해 충분한 압력 여유가 펌프 흡입구에 제공되지 않으면 액체의 일부가 각 베인의 앞쪽 가장자리에서 깜박입니다.

변위 펌프의 경우 상황은 비슷합니다. 펌핑이 펌핑 챔버로 이동할 때 압력이 떨어지기 때문에 캐비테이션을 방지하려면 흡입 압력이 증기압을 어느 정도 초과해야 합니다.

액체에 캐비테이션이 발생하더라도 우리는 일반적으로 펌프에도 캐비테이션이 발생한다고 말합니다. 펌프 캐비테이션으로 인해 발생할 수 있는 영향에는 소음, 수두 및/또는 용량 손실, 장비 손상 등이 있습니다. 손상을 일으키는 것은 기포의 형성이 아닙니다. 기포가 붕괴되거나 "파열"되면 펌프 부품이 손상됩니다. 기포가 딱딱한 표면에서 붕괴되면 높은 압력이 생성됩니다.