[건설기계기술사 제140회 4교시 4번]

4교시 4번 · 25점 · 6문제 중 4문제 선택 · 100분

원심펌프의 아래 각 사항에 대하여 설명하시오.

  1. 양정-유량(H-Q) 특성 곡선 변화를 유발하는 내·외부적 요인
  2. 에너지 효율 및 기계적 부하 관점에서 토출 밸브 제어와 회전수 제어 방식 비교
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답안 구조

  1. 개요
  2. 양정-유량(H-Q) 특성 곡선 변화 요인
  3. 토출 밸브 제어 방식
  4. 회전수 제어 방식
  5. 제어 방식별 효율 및 기계적 부하 비교
  6. 결론

용어 정의

원심펌프
회전하는 임펠러의 원심력을 이용하여 유체를 이송하며, 압력과 유량을 발생시키는 터보형 펌프.
양정-유량(H-Q) 특성 곡선
특정 회전수에서 펌프가 발생시키는 총 양정(H)과 유량(Q) 간의 관계를 나타내는 펌프의 성능 곡선.
토출 밸브 제어
펌프 토출 측에 설치된 밸브의 개도를 조절하여 시스템 저항을 변화시키고 유량을 제어하는 방식.
회전수 제어
모터의 회전수를 가변하여 펌프의 작동점(양정, 유량)을 조절하는 방식으로, 주로 인버터가 사용된다.

핵심 내용

1)

  • 임펠러 직경, 형상, 내부 유로 설계 등 내부 기하학적 특성
  • 임펠러, 케이싱 내부 마모 및 부식으로 인한 누설 증가
  • 유체 점도, 밀도, 온도 등 유체 특성 변화 영향
  • 흡입 양정 부족, 캐비테이션 발생 등 흡입 조건 변화
  • 토출 배관의 마찰 저항 및 부속류 손실 변화

2)

  • 토출 밸브 제어 시 밸브에서의 불필요한 압력 강하 발생
  • 토출 밸브 제어 방식의 낮은 부하 운전 시 효율 급감
  • 회전수 제어에 의한 시스템 저항 곡선 추종 운전 가능
  • 회전수 제어 방식의 광범위한 부하 범위에서 높은 효율 유지
  • 기계적 부하 및 소음·진동, 초기 투자 및 운전 비용 측면 비교

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출처: 한국산업인력공단, Q-Net 자료실 · 공공누리 제1유형 · 원문(Q-Net)

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