펌프에서 캐비테이션이 발생하게 되면 소음과 진동이 발생하게 되고 기기의 수명에 영향을 주며 물을 흡일할수 없게 됩니다.
이 글은 2021년 11월 24일에 최종 업데이트 되었습니다.
캐비테이션(공동현상)
표준대기압 상태에서 펌프가 끌어 올릴수 있는 물의 높이(흡입 양정)은 이론적으로 10.33미터이지만 관 마찰이나 기타 손실 때문에 실제로는 6~7미터 밖에 안됩니다.
그러나 흡입높이가 그 이상이 되거나 물의 온도가 높아지게 되면 펌프의 흡입구 측에서 물의 일부가 증발하여 기포가 되어 펌프의 토출구쪽으로 넘어가게 됩니다.
물은 대기압 상태에서는 100℃에서 증발하지만 펌프의 흡입구와 같이 대기압 이하로 내려가면 증발할수 있는 포화온도는 낮아지고 흡상높이가 클수록 포화온도는 더욱 낮아지게 되므로 쉽게 증발하게 됩니다.
우리가 높은 산으로 올라가게 되면 대기압이 낮아지게 되기 때문에 라면을 끓일때 물온도가 100℃가 되기 전에 빨리 끓는 경험을 해볼수가 있습니다.
이렇듯 압력이 낮아지면 끓는점이 낮아집니다.
그렇게 되면 수중에 기포가 생기게 되는데 펌프의 흡입구로 들어온 물 중에 함유된 증기의 기포는 임펠러를 거쳐 토출구 측으로 넘어가면 갑자기 압력이 상승되므로 기포는 물 속으로 다시 소멸됩니다.
이 소멸되는 순간에 격심한 음향과 진동이 일어나게 되는 현상을 캐비테이션이라고 합니다. 캐비테이션이 발생하면 소음, 진동, 관 부식현상이 나타나게 되고 심하면 흡상 불능을 가져오게 됩니다.
이때는 펌프에서 에어처리를 해줘야 합니다. 흡입구에서 물을 빼내면서 공기를 빼줘야 합니다.
NPSH
펌프의 흡입구 압력은 항상 흡입구에서의 포화증기 압력 이상으로 유지되어야 캐비테이션이 발생하지 않습니다. 즉 캐비테이션이 일어나지 않는 유효흡입양정을 수주로 표시한 것을 펌프의 유효흡입양정(NPSH: Net Positive Suction Head) 라고 합니다.
유효흡입양정은 펌프의 설치상태 및 유체의 온도 등에 따라 다르게 되는데 이것을 펌프설비에서 얻어지는 NPSH라고 합니다. 그런데 펌프는 그 자체가 필요로 하는 NPSH가 있다. 따라서 설치에서 얻어지는 NPSH는 펌프 자체가 필요로 하는 NPSH보다 커야만 캐비테이션이 일어나지 않습니다.
