펌프 캐비테이션 방지를 위한 유효 흡입 수두(NPSH_a)를 계산합니다. 대기압, 흡입 수두, 마찰 손실, 증기압 고려.
유효 순양흡입수두(NPSHa)는 펌프 입구에서 유체 증기압 이상으로 확보된 절대 압력 여유입니다. 제조사의 필요 NPSH(NPSHr) 이하로 떨어지면 흡입부에서 공동 현상이 발생하고 수분 내에 손상이 시작됩니다. 이 계산기는 대기압, 운전 온도에서의 증기압, 정적 흡입 양정, 흡입 배관 마찰 손실로부터 NPSHa를 계산하고, 운전 유량에서의 제조사 NPSHr과 비교합니다.
NPSHa = (P_atm − P_vap) / (ρ × g) + Z_s − h_f_suction이며, P_atm은 공급 면의 절대 압력(대기 또는 가압 용기), P_vap는 운전 온도에서의 유체 증기압, Z_s는 정적 흡입 수두(공급부가 펌프 위에 있으면 양수, 아래에 있으면 음수), h_f_suction은 공급부에서 흡입 배관 및 입구 피팅을 통한 총 마찰 손실입니다. 증기압은 온도에 따라 지수적으로 상승합니다: 물은 20°C에서 0.02 bar이지만 80°C에서는 0.47 bar로, 고온 수 펌프는 플러드 흡입 방식이 필요합니다. NPSHa가 NPSHr보다 최소 0.6 m 이상이어야 공동 현상 없이 운전 가능합니다(경험 법칙: 10% 여유 또는 0.6 m 중 큰 값).
90°C 응축수 리턴 펌프를 선정하는 공정 엔지니어가 NPSHa = (1.013 − 0.70) × 10.2 − 1.5 m 마찰 = 1.7 m을 계산하지만, 운전점에서 펌프 NPSHr이 3 m이므로 설계자는 공급 탱크를 2 m 높여 여유를 확보합니다.
흡입 양정 3 m의 연못 펌프 설치 기술자가 NPSHa = 10.3 m − 3 m − 0.4 m 마찰 = 6.9 m를 확인하여, 연못 펌프의 NPSHr 2 m를 충분히 상회하므로 작동 조건이 안전함을 확인합니다.
해발 3,500 m에서 작업하는 광산 장비 엔지니어가 P_atm을 1.013 bar 대신 0.65 bar로 낮춰 NPSHa를 재계산하면 기존 펌프가 공동 현상을 일으키므로, 자흡식 플러드 흡입 유닛으로 교체합니다.
산업 최소 기준은 0.6 m 또는 NPSHr의 10% 중 큰 값입니다. 중요 서비스의 원심 펌프는 임펠러 마모에 따른 성능 저하를 흡수하기 위해 1.0~1.5 m 여유를 적용하는 경우가 많습니다.
증기압은 온도에 따라 지수적으로 상승합니다. 물의 P_vap는 20°C에서 0.02 bar이지만, 100°C에서는 대기압과 같아집니다. 고온 유체는 플러드 흡입 방식(양의 Z_s)과 매우 짧은 흡입 배관이 필요합니다.
가능합니다. 낮은 NPSHr을 가진 '1단' 인듀서가 제어된 조건에서 주 펌프에 공급합니다. 다수의 공정 펌프가 동일 케이싱에 인듀서 키트를 장착한 형태로 카탈로그에서 구입 가능합니다.