● 소화시설(펌프)
1. 공동현상(Cavitation)
- 펌프의 흡입양정이 높거나 유속의 급변 또는 와류의 발생 등에 의해 압력이 국부적으로 포화증기압 이하로 내려가 기포가 생성되어 물이 펌프로 흡입되지 않는 현상
1) 발생원인
- 펌프의 흡입측 수두가 클 경우
- 펌프의 마찰 손실이 클 경우
- 펌프의 흡입관경이 너무 작을 경우
- 이송하는 유체가 고온인 경우
- 펌프의 흡입압력이 유체의 증기압보다 낮은 경우
- 임펠러 속도가 지나치게 클 경우
- 설치위치가 수원보다 높을 경우
2) 문제점
- 증기가 물방울로 변할 때 체적의 감소로 물의 흐름이 증가하여 관내를 부식
- 관벽에 손실을 주고, 소음 및 진동을 유발
- 물의 흐름이 불규칙하므로 펌프의 토출량과 양정 등 펌프의 성능이 급격하게 저하되는 현상 발생
- 펌프의 임펠러의 손상으로 기계적 약화 및 축의 마모 등 발생
3) 방지대책
- 펌프의 흡입측 관경을 확대한다.
- 펌프의 흡입측 마찰손실을 적게 하기 위해 흡입관의 길이를 짧게 한다.
- 펌프의 회전속도를 적게 한다.(임펠러속도를 적게 한다)
- 펌프의 흡입측 수두를 적게 한다.
- 펌프의 설치위치를 수원보다 낮게 한다.
- 유체(물)의 온도를 낮춘다.
- 펌프의 흡입압력을 유체(물)의 증기압보다 높게 한다
2. 수격현상(Water Hammer)
- 유로 단면적의 급격한 변화에 의해 압력파가 발생하여 소음과 충격을 일으키는 현상
- 펌프에서 유체가 이송시 정전 등으로 펌프가 정지되거나 밸브를 갑자기 닫을 경우 배관 내의 유체의 운동에너지가 압력에너지로 변하여 고압이 발생하거나 유속이급변하여 압력의 변화를 가져와 배관 내의 벽면을 치는 현상이다.
1) 발생원인
- 펌프를 기동하거나 닫혀있던 밸브를 갑자기 열면 정지해 있던 액체가 갑자기 흐르게 되어 압력파를 발생
- 관속에 유체가 흐르고 있을 때 밸브를 갑자기 닫으면 압력이 급격히 상승하면서 압력파를 일으킨다.
- 난방 또는 가열용 증기배관에서 심한 소음이 발생하는 것은 수증기가 물과 함께 흐르면서 관의 단면적이 갑자기 달라지기 때문에 생기는 수격작용 때문이다.
2) 방지대책
- 펌프의 출구측 관부위나 분기점, 관말 등에 서지탱크 등의 수격방지장치 설치
- 유속을 낮춘다 : 관성력을 작게 한다
- 밸브조작을 서서히 한다.
- 서지탱크를 설치한다 : 관로도중에 큰 서어지 탱크를 설치하여 물을 보급하여 압력강하 방지와 압력상승 흡수
- 플라이휠을 부착하여 펌프의 속도를 완만히 변화시킨다,
- 밸브를 펌프 출구에 가깝게 설치한다
3. 맥동(서징, surging) 현상
- 펌프가 운전중에 한숨을 쉬는 것과 같은 상태가 되어 펌프의 입구와 출구의 진공계, 압력계의 지침이 흔들리고 동시에 송출유량이 변화하는 현상
- 펌프 운전 시 규칙적으로 양정, 토출양이 변화하는 현상
- 송출압력과 송출유량 사이에 주기적인 변동이 일어나는 현상
1) 발생원인
- 펌프의 H-Q곡선이 산형곡선(우상향부가 존재)이고 산형부에서 운전시
- 배관 중에 수조나 공기조가 있을때
- 유량조절밸브가 탱크 뒤쪽에 있을 때
2) 방지대책
- 펌프의 H-Q곡선이 우하향 구배를 갖는 펌프를 선정한다.
- By-Pass관을 사용하여 운전점이 Surging범위를 벗어난 범위에서 운전하도록 한다.
- 유량조절밸브를 펌프 토출측 직후에 설치한다.
- 배관중에 수조또는 기체상태인 부분이 존재하지 않도록 배관한다.
- 회전차나 안내깃의 형상치수를 바꾸어 그 특성을 변화시킨다.
4. 기타 현상
1) Air Lock 현상
- 물소화설비의 가압송수장치는 공통적으로 전동기 또는 내연기관에 의한 펌프를 이용하는 방법
- 고가수조와 압력수조를 동일한 입상관에 연결시킬 때 압력수조와 스프링클러 사이의 공통 배관 내에서 고가수조측의 Check Valve위치가 너무 높을 때 발생하는 현상 즉, 스프링클 러의 수두에 의하여 갇혀있는 압력보다 고가수조의 낙차 압력이 적을 경우 Check valve 가 열리지 못하는 현상
2) Vena Contracta
- 우리말로눈 축맥이라고 하는데 유체가 용기의 벽에 뚫어진 구멍으로 분출되는 경우 처음에는 관성 때문에 벽의 접선방향으로 진행하나 외기에 접하면 그 유선이 죄어드는 현상
3) flashing 현상
- 특정온도의 액체를 그 액체의 온도에 상응하는 포화 압력보다 압력이 낮은 곳으로 분사시키면 액이 보유한 현열의 일부를 잠열로 소비하면서 급격한 증발현상이 발생하는데 이를 Flashing현상이라고 한다.
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