NPSH(Net Positive Suction Head)란?

NPSH(Net Positive Suction Head)란?

1. 개요

NPSH란, 펌프운전시 캐비테이션(공동현상) 발생없이 펌프가 안전하게 운전되고 있는가를 나타내는 척도임
또한, NPSH는 NPSHa(Available)과 NPSHr(Required) 값으로 분류할 수 있음

2. NPSHa : 유효흡입수두

ㅇ NPSHa값은 펌프의 설치조건 즉, 수면과 펌프와의 거리, 흡입관경 및 흡입배관의 길이, 이송액체의 온도 등에 의하여 결정되며, 흡입측이 대기압을 받는 경우와, 흡입측이 밀폐된 수조 및 탱크안에 설치되어 내압을 받는 경우로 나눌 수 있음

ㅇ 대기압(760㎜Hg=1.0332㎏/㎠=10.332mAq)을 받는 경우 NPSHa를 구하는 계산식은 흡입수두

 

              (H) = 10.3 - NPSH - Hf - Hv - Hs  (m)

   여기서

              NPSH  :  유효 흡입수두 (펌프 흡입 저항)   m   ¨¨¨¨ 펌프 성능곡선 자료 참조

               Hf     :  흡입 배관의 마찰 손실  m   ¨¨¨¨ 유체의 마찰손실 자료 참조(약 0.5∼1 m)

               Hv      :  급수 온도에따른 증기압 m   ¨¨¨¨ 온도에 따른 압력표

               Hs      :  안전율 = 최소 0.5 m 이상

흡입수두 계산치가 (+) 인 경우 : 펌프보다 낮은 수위의 유체를 펌핑할수 있으나,  

흡입수두 계산치가 (-) 인 경우 : 펌프보다 수위가 높아져야 한다.


3. NPSHr : 필요흡입수두

ㅇ NPSHr은 펌프제작자에 의해서 결정되는 흡입수두로 동일사양의 펌프라도 제작자 또는 설계자에 의해서 다를 수 있음

ㅇ NPSHr은 계산에 의해서 구하는 방법과 실험에 의해서 구하는 방법이 있음

    ① 계산에 의해서 구하는 방법

       - 편흡입 펌프인 경우 NPSHr = (N*rootQ/1200)의 4/3승

       - 양흡입 펌프인 경우 NPSHr = (N*rootQ/1740)의 4/3승

         여기서, N = 펌프의 회전수(RPM)
                 Q = 펌프의 최고 효율점에서의 유량(㎥/min)

    ② 실험에 의해서 구하는 방법

       - 실험방법 : 운전상태중의 펌프 흡입측에 진공을 서서히 걸어 펌프의 흡입력이 점점 떨어지면서 펌프에 이상현상(캐비테이션)이 발생할 때의 진공압력을 측정
                     ※ 보통 캐비테이션 발생 초기는 양정이 약 30%  감소할 때임

       - 이때의 진공압력이 예를 들어 520㎜Hg인 경우 NPSHr값은  (520㎜Hg/760㎜Hg)×10.332mAq=7.1m임

4. 결론

ㅇ NPSHa가 NPSHr보다 큰 경우에 캐비테이션이 발생하지 않는 안정된 상태에서 펌프를 사용할 수 있으므로, 캐비테이션을 방지하기 위해서는 NPSHa 〉 NPSHr×1.3이 되도록 선정하여야 함

ㅇ 액중펌프인 경우에는 NPSHr의 값이 큰 의미가 없으며, L.W.L(Lower Water Level) 이하로 수위가 떨어지지 않도록 주의하면 됨