워터 펌프 설계 시 중요한 고려 사항

May 18, 2023

새로운 펌프를 처음부터 설계하는 것은 쉽지 않으며, 요청한 대로 정확하게 펌프를 설계하는 데 필요한 모든 도구를 제공하는 시장은 없습니다. 이러한 소스 중 일부는 임펠러 설계에 대한 통찰력을 제공할 수 있는 반면 다른 소스는 유압 통로(케이싱/볼, 볼류트, 디퓨저, 크로스오버 등)의 레이아웃에 도움이 될 수 있습니다.

그러나 펌프의 성능 특성을 결정하는 것은 함께 작동하는 두 개의 유압 구성 요소의 조합입니다. 예를 들어, 임펠러 아이 설계가 펌프의 런아웃 용량을 제한하는 경우 볼류트 내의 흐름 영역을 늘려도 런아웃 성능에 영향을 미치지 않을 수 있습니다. 펌프 유압 설계에 대한 표준화가 부족하고 정확히 동일한 방법, 소스 또는 기술을 사용하는 두 회사 또는 엔지니어가 없기 때문에 이 기사에서는 음용수 응용 분야용 펌프를 설계할 때 업계에서 인정하는 고려 사항에 중점을 둘 것입니다.

식수 응용 분야에 사용되는 대부분의 펌프는 회전 역학 유형, 특히 방사형(또는 원심형) 설계입니다. 이것은 혼합형 또는 축류 펌프가 음용수 응용 분야에 사용될 수 없다는 것을 의미하는 것이 아니라, 오버행 수평 엔드 흡입, 오버행 수직 인라인, 수평 분할 케이스 및 수직 터빈(컬럼을 통한 배출) 펌프가 전통적으로 사용된다는 것입니다. 식수 이송. 식수 원심 펌프는 깨끗하고 신선한 식수를 한 위치에서 다른 위치로 순환하거나 이동하도록 특별히 설계되었습니다.

이러한 펌프는 도시 용수 시스템, 수처리 공장, 농업용 관개 시스템 등 다양한 환경에서 사용되며 설계는 모든 관련 규정, 표준 및 지역 규정을 충족해야 합니다. 설계 과정에서는 구성 재료부터 기계적 밀봉 유형 및 적절한 배관 계획에 이르기까지 고려해야 할 중요한 고려 사항이 있습니다. 이 기사에서는 볼류트 케이싱 유형 펌프에 대한 중요한 고려 사항에 중점을 두지만, 응용 분야나 환경에 따라 펌프 설계에 영향을 미치는 추가 요소가 있을 수 있습니다.

펌프 설계

임펠러, 볼류트 및 케이싱의 유압 설계는 펌프 산업 내에서 표준화되지 않았으므로 다루지 않습니다. 그러나 식수 펌프의 유압 설계에 도움이 되는 보편적으로 인정되는 몇 가지 요소가 있으며, 그 가치는 설계 엔지니어부터 최종 사용자까지 모든 사람에게 알려져야 합니다.

식수 펌프를 설계할 때 효율성은 고려해야 할 필수 매개변수입니다. 펌프 유형, 크기, 방향, 작동 속도 등 다양한 요인의 영향을 받습니다. 펌프 효율에 영향을 미치는 중요한 요소 중 하나는 펌프의 특정 속도입니다. 비속도(Ns)는 회전역학 펌프의 성능을 설명하는 데 사용되는 매개변수입니다. 이는 최대 직경의 임펠러와 주어진 회전 속도(식 1)에서 펌프의 최고 효율점(BEP) 유량 및 수두에서의 펌프 성능 지수로 정의됩니다.

이 지수는 설계 엔지니어에게 해당 응용 분야에 필요한 펌프 유형을 알려줍니다. 펌프 유형과 함께 특정 속도는 특정 설계에 대해 달성 가능한 최대 효율을 설정합니다. 펌프의 달성 가능한 효율은 펌프 유형, 설계(BEP) 유량 및 특정 속도(그림 1)를 기반으로 특정 펌프 설계에 대해 달성할 수 있는 최대 효율입니다.

유로의 표면 마감 및 펌프 내부 구성 요소의 작동(웨어 링) 간격과 같이 달성 가능한 효율성에 영향을 미칠 수 있는 추가 요소가 있습니다. 그러나 달성 가능한 최대 효율에 미치는 영향은 펌프의 특정 속도에 따라 달라집니다(이미지 2 및 3). BEP에서 출력 용량이 더 높은 펌프는 일반적으로 유사한 특정 속도로 설계할 때 저용량 펌프보다 달성 가능한 효율이 더 높으며, 이러한 관계를 이해하는 것이 설계 프로세스에서 중요합니다.

설계의 흡입(흡입구) 및 볼류트 개발 단계에서 생성된 유동 면적 전환도 펌프 효율에 영향을 미칠 수 있습니다. 이러한 전환은 손실을 최소화하도록 설계해야 하며 이는 단면적의 급격한 변화를 최소화하고 흡입 노즐에서 임펠러 아이 섹션으로의 전환뿐만 아니라 볼류트 컷워터(또는 텅)에서 임펠러 아이 섹션으로의 전환을 원활하게 하여 수행할 수 있습니다. 배출 노즐. 이는 일반적으로 흡입 및 배출 통로를 별도로 평가하고 흐름 방향으로 영역 진행을 미세 조정하여 수행됩니다. 이미지 4는 수평 분할 케이스(BB1) 펌프의 컷워터(또는 혀)에서 배출 노즐까지의 볼류트 전개에서 단면적의 일반적인 점진적 확장을 보여줍니다.