원심 펌프의 에어록 원인 및 예방 조치; 에어록과 캐비테이션의 차이.

중요한 유체 운송 장비인 원심 펌프는 효율적이고 안정적인 작동으로 인해 산업 생산의 안정성에 필수적입니다. 그러나 에어록으로 인해 펌프 성능이 저하되거나 심지어 정상적인 시동을 방해하는 경우가 많습니다. 에어록은 펌프 내의 국부적인 영역에 가스가 축적되어 발생하는 유체 역학 문제로, 일반적으로 유체 흐름 중단 및 펌핑 용량 손실로 나타납니다. 에어록은 실제 응용 분야에서 상대적으로 일반적이지만 캐비테이션으로 오인되는 경우가 많습니다. 이 문제를 더 잘 이해하고 해결하기 위해 본 논문에서는 에어록의 원인과 캐비테이션과의 본질적인 차이점을 체계적으로 분석하고 효과적인 예방 조치를 제안합니다.

 

 

• 원심 펌프의 에어 록 원인

원심 펌프의 에어 록 원인 에어 록은 펌프 챔버 내에 가스가 축적되어 정상적인 액체 흐름을 방해할 때 발생합니다. 주요 원인은 다음과 같습니다.

 

1. 펌프에서 가스가 불완전하게 제거됨

원심 펌프를 시동하기 전에 펌프 내부에 일정량의 가스가 남아 있을 수 있습니다. 시동 시 이 가스가 완전히 제거되지 않으면 펌프의 높은 지점이나 임펠러 근처에 축적되어 에어 록을 형성하게 됩니다. 이는 초기 시작이나 종료 후 다시 시작하는 동안 특히 일반적입니다.

2. 부적절한 흡입관 설계

흡입관의 설계는 에어록 형성에 큰 영향을 미칩니다. 흡입 파이프에 높은 지점이 있으면 거기에 가스가 축적되어 펌프실로 들어가는 경향이 있습니다. 또한, 지나치게 긴 파이프나 직경이 불충분한 파이프는 액체 유속을 감소시켜 가스가 침전 및 축적되기 쉽게 만듭니다.

3. 액체에 용해된 가스의 침전

펌프 내부의 국부적인 압력이 용존 가스가 침전되는 압력 이하로 떨어지면 용존 가스가 기포로 침전됩니다. 이러한 기포는 펌프 내부에 축적되어 결국 에어록을 형성할 수 있습니다.

4. 부적절한 작동

부적절한 작동으로 인해 에어록이 발생할 수도 있습니다. 예를 들어, 펌프를 시동하기 전에 적절한 프라이밍을 수행하지 못하거나 펌프 작동 중에 흡입 밸브를 갑자기 닫으면 가스가 펌프에 유입되어 에어록이 형성될 수 있습니다.

5. 펌프 설치 높이가 너무 높음

펌프가 흡입 라인의 허용 흡입 수두를 초과하는 높이에 설치되면 음의 흡입 압력으로 인해 가스가 침전 및 축적되어 에어록이 발생할 수 있습니다.

 

• 에어록 방지 대책

에어록을 효과적으로 방지하려면 다음과 같은 조치를 취할 수 있습니다.

 

1. 흡입 파이프라인 설계 최적화

흡입 파이프라인 설계는 가능한 한 높은 지점을 피하고 파이프라인이 짧고 직선적이며 유속 감소로 인한 가스 방출 가능성을 줄이기 위해 충분히 큰 직경을 갖도록 해야 합니다.

2. 철저한 배기가스 배출

펌프를 시동하기 전에 배기 밸브를 통해 펌프 본체에서 모든 가스를 완전히 제거하여 펌프에 액체가 채워져 있는지 확인하십시오. 또한, 펌프 운전 중에는 정기적으로 점검하여 축적된 가스를 제거해 주십시오.

3. 펌프 설치 높이 조절

펌프 설치 높이는 흡입 양정 허용 범위 내에 있어야 합니다. 과도한 흡입 부압으로 인해 가스가 방출되는 것을 방지할 수 있습니다.

4. 운영 절차 개선

작업자는 펌프 시동 및 작동에 대한 작동 절차를 엄격히 따라야 합니다. 예를 들어, 시동 전에 흡입 밸브가 완전히 열려 있는지 확인하고 흡입 밸브를 갑자기 닫지 마십시오.

5. 에어락 방지 장치 사용-

특정 중요한 상황에서는 자동 배기 밸브 또는 기타{0}}기밀 차단 장치를 펌프의 높은 지점에 설치하여 자동으로 펌프에서 가스를 제거하고 기밀을 방지할 수 있습니다.

 

• 에어록과 캐비테이션의 차이점

에어록과 캐비테이션은 그 증상이 일부 유사하지만 원인과 작용 메커니즘은 크게 다릅니다.

 

1. 다양한 원인

에어록은 펌프 내의 국부적인 영역에 가스가 축적되어 액체 흐름을 방해함으로써 발생합니다. 반면, 캐비테이션은 펌프 내의 국지적 압력이 액체 증기압 아래로 떨어질 때 발생하며, 이로 인해 액체가 기화되어 기포가 형성됩니다. 고압-압력 영역에서 이러한 거품이 터지면 에너지가 방출되어 장비가 손상될 수 있습니다.

2. 다양한 영향을 받는 지역

에어록은 일반적으로 펌프 챔버의 높은 지점이나 임펠러 근처에서 발생하며 주로 액체 흐름에 영향을 미칩니다. 캐비테이션은 주로 임펠러 입구 또는 기타 낮은-압력 영역에서 발생하며, 그 파괴적인 효과는 주로 기포 파열에 의한 장비 표면의 충격 및 침식으로 나타납니다.

3. 다양한 발현

에어록의 주요 증상은 펌프 흐름의 감소 또는 펌핑 용량의 완전한 손실입니다. 캐비테이션은 잠재적으로 펌프 성능을 감소시킬 뿐만 아니라 임펠러 블레이드 표면의 침식 및 마모를 동반하여 펌프 소음 및 진동 증가로 나타납니다.

4. 다양한 치료 방법

에어록의 주요 처리 방법은 배기 밸브를 통해 가스를 배출하는 등 펌프에서 가스를 제거하는 것입니다. 캐비테이션을 해결하려면 펌프 설치 높이를 낮추거나 펌프 속도를 낮추거나 인듀서를 추가하거나 부스터 펌프를 설치하는 등 펌프의 흡입 압력을 높이는 것이 필요합니다.

 

원심 펌프에서 에어록의 발생은 펌프 내부의 가스 축적과 밀접한 관련이 있습니다. 그 원인으로는 펌프 챔버에서 가스가 불완전하게 제거되고 흡입 파이프라인이 잘못 설계되었으며 액체에서 용해된 가스가 침전되는 것이 포함됩니다. 적절한 흡입 파이프라인을 설계하고 적절한 환기를 보장하며 펌프 설치 높이를 제어하면 에어록을 효과적으로 방지할 수 있습니다. 에어록과 캐비테이션은 그 증상이 일부 유사하지만 원인과 작용 메커니즘은 크게 다릅니다. 원심 펌프의 안정적인 작동을 보장하려면 에어록과 캐비테이션을 올바르게 구별하고 목표한 예방 및 교정 조치를 취하는 것이 중요합니다.

위의 분석과 문헌 지원을 바탕으로 본 논문은 원심 펌프의 에어록 문제를 이해하고 해결하기 위한 포괄적인 이론적 기초와 실무 지침을 제공하고 관련 분야의 연구 및 엔지니어링 응용에 참고 자료를 제공하고자 합니다.