축류 펌프 및 혼합 흐름 펌프: 특성, 용도 및 선택 비교

• 축류 펌프의 응용 및 용도

축류 펌프는 매우 높은 유속과 낮은 수두가 필요한 응용 분야에 적합합니다. 일반적인 응용 분야는 다음과 같습니다.

농업 관개: 강이나 저수지에서 물을 길어 개방형 수로를 통해 농지로 운반하여 낮은 수두에서 장거리 물 공급을 달성합니다.-

• 배수 및 홍수 통제:기초 피트 배수, 터널 탈수, 지하 또는 하천 배수에 사용되며 고유량으로 축적된 물을 신속하게 제거합니다.
• 대규모-물 이송:수두 변동을 최소화하면서 개방형 수로 또는 파이프라인 프로젝트에서 높은-유량-물 이동 속도를 달성합니다.
• 양수식 저장:높은-유량-물 이동이 필요할 때 상부 저수지와 하부 저수지 사이의 수역 조절을 위해 양수 발전소에 사용됩니다.
• 폐수 처리:폐수 처리장의 낮은-수두 부분(예: 수집 우물)에서 폐수 또는 폐수를 운반합니다.
• 양식업:대형 양어장이나 새우 연못의 물 순환에 사용됩니다.

간단히 말해서, 축류 펌프는 극도로 낮은 수두에서 상대적으로 깨끗한 물을 대량으로 공급해야 하는 모든 응용 분야에 이상적입니다. 그러나 축류 펌프는 더 높은 양정이 필요한 시스템에는 적합하지 않습니다.

• 혼합{0}}흐름 펌프란 무엇인가요?

혼합{0}}흐름 펌프는 축류-와 방사형{2}}흐름 펌프의 특성을 결합합니다. 이는 대각선(또는 경사) 임펠러를 사용하여 유체가 일부는 축 방향으로, 일부는 반경 방향으로 흐르게 합니다. 실제 작동에서 액체는 임펠러로 들어가 펌프 샤프트로 비스듬히 흘러 나가고 펌프 케이싱(보통 볼류트 또는 가이드 베인)에 의해 수집된 다음 출구로 안내됩니다. 따라서 혼합- 흐름 펌프는 축류 펌프의 높은 유속과 방사형- 흐름 펌프의 상대적으로 높은 헤드를 결합합니다.

혼합{0}}흐름 펌프의 성능은 순수한 방사형-흐름 펌프와 순수한 축류 펌프의 성능-사이에 있습니다. KSB가 명시한 바와 같이, 혼합{4}}흐름 펌프는 "방사형 흐름 펌프와 축류 펌프 사이의 전환 영역을 덮습니다." 즉, 혼합- 흐름 펌프는 기본적으로 임펠러가 유체에 반경방향 운동량과 축방향 운동량을 모두 전달하는 원심 펌프(혼류 흐름 원심 펌프라고도 함)의 한 유형입니다. 일반적인 혼합 흐름 임펠러(비스듬한 흐름 임펠러 또는 나선형 임펠러라고도 함)는 곡선형 블레이드를 사용하여 유체에 특정 반경 방향 속도를 제공합니다. 임펠러가 회전함에 따라 후방 및 외부 추력이 발생하여 유량과 양정 사이의 균형이 잘 맞습니다.

• 혼합{0}}유량 펌프 흐름 특성

혼합{0}}유량 펌프는 중간-수두, 중간{2}}유량 응용 분야용으로 설계되었습니다. 내부 유체는 방사형 및 축방향 속도를 동시에 달성하여 축류-흐름 펌프와 방사형-흐름 펌프 사이의 성능 절충을 초래합니다. 축류 펌프처럼 큰 유량(수천 m³/h)을 제공하는 동시에 방사형-흐름 펌프처럼 더 높은 압력(수십 미터 헤드)도 견딜 수 있습니다.

머리:혼합{0}}흐름 펌프는 일반적으로 10~50m의 단일 스테이지 헤드를 갖고 있으며 이는 축류 펌프의 헤드 범위 수 미터를 훨씬 초과하므로 높은 탱크로 물을 펌핑하거나 적당한 헤드 차이를 극복하는 데 적합합니다.

흐름율:동일한 크기의 축류 펌프보다 약간 낮지만 여전히 높은 유량 수준(수천 m³/h)을 유지하며 일반적으로 방사형-흐름과 축류 펌프 사이에 속합니다.{2}}

능률:혼합{0}}유량 펌프는 일반적으로 작동 범위 내에서 높은 효율을 유지합니다. 가이드 베인, 디퓨저 및 기타 구조적 특징을 사용하여 최적화된 흐름 채널을 통해 운동 에너지를 압력 에너지로 변환하는 것이 더 효율적입니다. 혼합-유량 펌프는 일반적으로 중간-헤드 응용 분야에서 매우 효율적입니다.

안정:혼합{0}}류 펌프의 성능 곡선은 일반적으로 축류 펌프의 성능 곡선보다 더 평평하고 안정적입니다.- 수두가 변할 때 혼합-유량 펌프의 유량은 상대적으로 완만하게 변화하는 반면 축류-유량 펌프의 유량은 수두가 증가함에 따라 급격하게 감소합니다.

구조적으로, 혼합{0}}흐름 펌프는 비스듬히 배출된 물을 수집하기 위해 볼류트 또는 가이드 베인을 사용하는 경우가 많습니다. 많은 모델은 연마성 매체가 포함된 조건을 처리하기 위해 반개방형 임펠러를 사용합니다(완전 개방형 임펠러에 비해 고체 입자 통과에 이점 제공). 혼합{4}}흐름 펌프는 중간-수두 요구 사항을 충족하기 위해 단일{5}}단 구조로 설계하거나 더 높은 수두를 달성하기 위해 다{7}}단계 구조로 설계할 수 있습니다.

• 혼합{0}}유량 펌프의 응용 및 사용

혼합{0}}유량 펌프는 높은 유속과 중간 수두가 필요한 응용 분야에 적합합니다. 일반적인 응용 분야는 다음과 같습니다.

• 산업용 냉각:특정 시스템 저항을 극복해야 하는 발전소 또는 화학 공장에서 냉각수를 순환합니다.
• 공정 산업:중간 수두 조건에서 공정수 또는 기타 유체를 운반하기 위해 제지 공장, 정유소 또는 제조 공장에서 사용됩니다.
• 농업 관개:강에서 높은 수로로 물을 끌어올리는 것과 같이 특정 높이까지 물을 펌핑해야 하는 경사진 지형이나 시나리오에 관개하는 데 적합합니다.
• 배수 및 하수 배출:높은 유속, 낮은 수두 요구 사항에서 중간 수두 요구 사항 하에서 하수를 처리장으로 들어 올리거나 빗물을 배출하는 데 사용됩니다. 많은 하수 펌프장에서는 하수를 들어올리기 위해 혼합-유량 펌프(수직 터빈 펌프)를 사용합니다.
• 해양 및 해양 공학:선박이나 플랫폼의 밸러스트, 냉각 또는 소방 수 시스템에 사용되며 소형 펌프 설계와 중간 헤드 용량이 필요합니다.
• 빗물 관리:중력의 영향을 극복하여 유출수를 하수구나 저장 탱크로 끌어올리는 데 사용됩니다.

혼합{0}}흐름 펌프는 "중간"에 대한 이상적인 선택으로 간주될 수 있습니다. 축류 펌프의 헤드가 부족하고 높은-헤드 방사형-유량 펌프가 과도해 보일 경우 혼합{4}}흐름 펌프가 첫 번째 선택인 경우가 많습니다.

• 축류 펌프와 혼합 흐름 펌프의 핵심 차이점

1. 흐름 방향 및 토출 방법

• 축류 펌프: 유체가 펌프 샤프트를 따라 직선으로 토출됩니다. 흡입구와 배출구 방향은 모두 펌프 샤프트와 동일선상에 있으며, 배출구는 일반적으로 흡입구의 중심에 위치합니다.
• 혼합 흐름 펌프: 유체가 특정 각도로 토출됩니다. 임펠러는 유체에 후방 및 외부 속도를 제공하며 흐름 채널은 원뿔형입니다. 따라서 출구는 일반적으로 오프셋되거나 경사 흐름을 수집하기 위해 볼류트/나선형 흐름 채널이 필요합니다.

이는 배관 레이아웃이 다르다는 것을 의미합니다. 축류 펌프는 종종 직선 파이프 또는 선형 배관을 사용합니다. 혼합 흐름 펌프는 일반적으로 경사 출구 또는 볼류트 구조를 갖습니다. 수직 설치에서 축류 펌프는 물을 수직 위쪽 또는 수평으로 배출할 수 있는 반면, 수직 혼합 흐름 펌프는 특정 각도에서 위쪽으로 물을 공급합니다.

2. 헤드와 유량 비교

• 축류 펌프: 낮은 헤드에서 매우 높은 유량을 제공합니다. 이는 매우 큰 유속(예: 10,000~40,000m³/h)을 제공할 수 있지만 헤드는 몇 미터에 불과합니다. 시스템에 중간 수두(예: 10~15m)가 필요한 경우 축류 펌프가 정지하거나 유속이 갑자기 떨어질 수 있습니다.
• 혼합{0}}유량 펌프: 중간 수두에서 큰 유량을 제공합니다. 수십 미터의 헤드를 달성하면서 높은 유속을 유지할 수 있습니다. 선발 경험 : 필요한 헤드가 있는 경우<5 to 10 m and the flow rate is extremely high, choose an axial flow pump; if the required head is high (10 to 50 m) and a high flow rate is still needed, choose a mixed-flow pump. Axial flow pumps have a steep performance curve – the flow rate decreases rapidly as the head increases; mixed-flow pumps have a relatively flat curve and are more adaptable.

예를 들어, 축류 펌프는 5m 수두에서 20,000m³/h를 전달할 수 있지만 수두가 15~20m로 증가하면 유량은 0에 가까워집니다. 반면에 동급의 혼합{5}}유량 펌프는 여전히 20m 수두에서 15,000m³/h를 공급할 수 있습니다. 따라서 혼합{10}}흐름 펌프는 축류 펌프가 덜 효과적인 작동 범위를 포괄합니다.

3. 임펠러 설계 및 구조

• 축류 임펠러: 외관상 대형 프로펠러 또는 팬과 유사하며 펌프 샤프트를 따라 배열된 넓고 평평한 블레이드를 사용합니다. 일반적으로 블레이드 수가 적고 개방형 구조(덮개판 없음)로 되어 있어 물의 흐름을 직접적으로 뒤로 밀어냅니다. 대부분의 축류 임펠러에는 덮개판이 없지만 일부에는 간단한 덮개판이나 측면 링이 장착되어 있습니다.
• 혼합 흐름 임펠러(Mixed Flow Impeller): 여러 개의 곡선 및 각진 블레이드를 사용하며, 이 블레이드는 유체가 측면과 후면(즉, 비스듬하게) 동시에 토출될 수 있도록 비틀어집니다. 혼합 흐름 임펠러는 일반적으로 비스듬한 물 흐름을 수용하기 위해 부분적인 덮개 판이나 링을 가지고 있습니다. 그 모양은 때때로 나선형 또는 경사 흐름이라고도 합니다.

구조적으로, 혼합{0}}유량 펌프는 일반적으로 비스듬히 배출되는 물을 안내하기 위해 더 견고한 케이싱(볼류트 또는 가이드 베인)을 특징으로 하며 운동 에너지를 압력 에너지로 효율적으로 변환하기 위해 가이드 베인 또는 디퓨저를 통합하는 경우가 많습니다. 반면, 축-흐름 펌프는 더 간단하고 직선형-케이스를 사용합니다.

4. 효율성과 성능

• 축류-흐름 펌프: 설계 조건(고유량, 저수두)에서 매우 효율적입니다. 직선 흐름 경로로 인해 이러한 조건에서는 에너지 손실이 최소화됩니다. 그러나 높은-효율성 범위는 상대적으로 좁습니다. 더 높은 헤드에서 작동하도록 강요하면 효율성이 급격히 떨어집니다.
• 혼합{0}}흐름 펌프: 더 넓은 흐름/수두 범위에서 우수한 효율성을 유지합니다. 혼합{2}}흐름 펌프는 일반적으로 흐름-최적화된 설계(예: 슈라우드 및 가이드 베인)를 사용하여 중간 수두 범위에서 높은 효율을 유지합니다. 실제 작동에서 중간 수두에서 작동하는 혼합-유량 펌프는 약간 더 높은 수두에서 유사한 작업을 수행하는 축류 펌프보다 적은 에너지를 소비할 수 있습니다.

간단히 말해서, 축류 펌프는 순전히 높은 유속(최저 헤드)에서 탁월합니다. 혼합 흐름 펌프는 유량과 수두 모두에서 전반적인 성능이 우수합니다. KSB에 따르면 혼합 흐름 펌프는 중간 양정, 중간 흐름 범위에서 상대적으로 평평한 흐름 곡선을 갖는 반면, 축류 펌프는 낮은 양정, 최대 흐름 범위에서 가파른 곡선을 갖습니다. 따라서 유량만 문제가 되는 경우 축류 펌프는 상당한 에너지 절감 효과를 제공합니다. 특정 수두가 필요할 때 혼합 흐름 펌프는 에너지를 보다 효율적으로 활용합니다.

5. 성능 비교: 혼합 흐름 펌프와 축류 펌프

실제 선택에서 중요한 것은 작동점(유량 Q 및 수두 H)을 결정하는 것입니다.

• 축류 펌프 성능: 매우 낮은 수두에서 탁월한 유량을 달성합니다. 예를 들어, 축류 펌프는 5m 헤드에서 10,000m³/h의 유속을 달성할 수 있지만 5~10m를 넘으면 유속이 급격하게 감소하여 매우 가파른 성능 곡선을 가져옵니다.
• 혼합 흐름 펌프 성능: 중간 헤드에서 높은 유속을 달성합니다. 혼합{1}}유량 펌프는 15~25m 수두에서 8,000~15,000m³/h의 유속을 달성할 수 있으며, 40~50m 수두 근처에서만 성능이 크게 저하되어 상대적으로 평평한 성능 곡선을 나타냅니다.
• 간단히 말해서, 축류-유량 펌프는 낮은 수두와 높은 유량에서 더 효율적입니다. 혼합{1}}유량 펌프는 특정 수두(수십 미터)가 필요할 때 더 나은 성능을 발휘합니다.

6. 구조 비교: 혼합-유동 펌프와 축류 펌프-유동 펌프

• 둘 사이의 차이점은 실제 펌프 구조에서 확인할 수 있습니다.
• 축류-흐름 펌프: 일반적으로 큰-직경, 개방형 또는 반{2}}개방형 임펠러를 사용합니다. 많은 수직 축-흐름 펌프는 단순한 케이싱 구조와 더 적은 수의 내부 구성 요소를 갖춘 수중 기둥과 단순한 프로펠러 임펠러를 사용합니다.
• 혼합{0}}흐름 펌프: 더 많은 수의 임펠러 블레이드가 비스듬히 배열되어 있어 구조가 더 컴팩트합니다. 케이싱에는 일반적으로 볼류트 또는 안내 날개가 포함됩니다.

유지 관리 측면에서 축류 펌프는 내부 ​​구조가 단순하고 부품 수가 적지만 개방형 임펠러는 이물질이 얽혀 막힐 수 있습니다. 혼합 흐름 펌프에는 더 많은 부품(예: 가이드 베인 및 다{0}}단계 구조)이 있지만 일반적으로 유체의 고체 입자에 대해 특정 내성을 갖는 내마모성 링 또는 부싱이 장착되어 있습니다.

• 올바른 펌프를 선택하는 방법: 축류 펌프 또는 혼합 흐름 펌프?

선택하려면 다음 단계를 따르십시오.

1. 작동 조건 정의: 작동 지점에서 필요한 유량(Q)과 수두(H)를 결정합니다.
2. 성능 곡선 비교: 작동 지점에 낮은 양정이 필요한 경우(예:<5 to 10 m) and a very high flow rate, an axial flow pump is usually the ideal choice; if a higher head (e.g., 10 to 50 m) is required and the flow rate is still relatively high, a mixed flow pump is more suitable.
3. 설치 조건을 고려하십시오. 축류 펌프는 일반적으로 직선 파이프 섹션이 필요하며 수직으로 설치할 수 있습니다. 혼합 흐름 펌프는 흡입 조건에 주의가 필요합니다.
4. 매체 특성 평가: 유체에 고체 입자가 포함되어 있는 경우 혼합 흐름 펌프(특히 반{0}}개방형 임펠러 포함)가 더 유리합니다.
5. 효율성과 비용의 균형: 예상 에너지 소비량과 구매 비용을 비교합니다. 축류 펌프는 일반적으로 단위 유량당 비용이 더 낮지만, 더 높은 수두가 필요한 경우 혼합 흐름 펌프가 더 에너지 효율적일 수 있습니다-.

예를 들어, 펌프가 5m 수두에서 12,000m³/h를 전달해야 한다면 축류 펌프가 가장 효율적인 선택입니다. 펌프가 20m 수두에서 12,000m³/h를 전달해야 한다면 혼합 흐름 펌프가 더 좋습니다. 수두가 약 50~60m를 초과하는 경우 방사형 흐름 펌프 또는 다단계 펌프를 고려해야 합니다.

축류 펌프 및 혼합 흐름 펌프의 선택 원리를 이해하는 것은 실제 작동 조건의 유량 및 수두 요구 사항을 일치시키는 데 달려 있습니다. 축류 펌프는 낮은 수두에서 매우 높은 유량을 제공할 수 있습니다. 반면, 혼합 흐름 펌프는 더 높은 수두에서 높은 유량을 달성합니다. 흐름 방향, 성능 곡선 및 임펠러 구조를 비교하여 특정 응용 분야에 가장 적합한 펌프를 선택할 수 있습니다.