펌프에서 공동현상(cavitation)

펌프에서 공동현상 발생원인과 현상 및 대책을 설명하시오.

 

1. 공동현상 발생원인

유동하는 액체 내 임의 지점의 정압이 해당 액체 온도에 상당하는 증기압보다 낮아지면 부분적 증발로 인한 기포가 

발생하는데 발생한 기포가 고압영역으로 유입되면서 순간적으로 파괴, 소멸된다.

 

2. 현상

1) 소음과 진동

• 발생 기포가 고압영역으로 유입되면서 기포의 급격한 붕괴로 인한 발생

2) 양정곡선 및 효율 곡선의 저하

• 캐비테이션이 발생하는 유량이 되면 펌프의 양정 곡선과 효율 곡선이 급격히 강하한다.
• 비속도에 반비례
• 임펠러 단수에 반비례

3) 깃에 대한 침식

• 깃 표면 부근에서 기포가 붕괴하면 기포 체적의 급격한 감소로 인하여 기포 주위의 유체 압력이 급격히 증가하여 점 침식을 일으킨다.

 

3. 방지대책

1. 펌프의 설치 위치를 낮추어 유효흡입수두를 크게 한다.
2. 펌프 회전수를 낮추고 흡입 비속도를 작게 한다.
3. 양쪽 흡입펌프 사용
4. 흡입관 지름을 크게 하여 손실 수두를 줄인다. 
5. 점 침식에 강한 재질 사용한다. (18-8 스테인리스강 impeller 사용)