펌프 동력 계산기란
펌프 동력 계산기는 유량과 양정으로 축동력과 전동기 용량을 계산하고, 비속도를 확인하는 도구입니다.
계산 기준
수동력 Pw(kW) = ρ × g × Q × H ÷ 1000
축동력 = 수동력 ÷ 펌프효율
전동기 용량 = 축동력 × (1 + 여유율)
변수 정의
| 변수 | 의미 | 단위 |
|---|---|---|
| ρ(로) | 유체 밀도(물=1,000) | kg/㎥ |
| g | 중력가속도 | 9.8m/s² |
| Q | 유량 | ㎥/s |
| H | 전양정 | m |
계산 가정
유체가 물(밀도 1,000kg/㎥)이라고 가정한 기본 공식입니다. 점도가 높은 유체(기름 등)를 다룰 때는 배관 마찰손실이 커져 실제 필요한 축동력이 계산값보다 커질 수 있습니다.
실제 설계 사례
유량 0.05㎥/s, 전양정 20m, 펌프효율 70%일 때 축동력은?
- 수동력 = 1,000×9.8×0.05×20÷1000 = 9.8kW
- 축동력 = 9.8÷0.7 ≈ 14kW
- 여유율 15% 적용 시 전동기 용량 ≈ 16.1kW → 상위 규격(예: 18.5kW) 선정
양정이 뭔가요
펌프가 물을 얼마나 높이 밀어 올릴 수 있는가를 미터로 나타낸 값입니다. 10m 양정 ≈ 약 1bar입니다.
전양정은 실양정 + 마찰손실 + 토출압의 합입니다. 배관이 길고 굽이가 많으면 마찰손실이 실양정보다 클 수도 있어, 높이만 보고 펌프를 고르면 물이 안 올라갑니다.
알아두면 좋은 이야기
- 펌프는 물을 빨아올리는 게 아니라 밀어 올립니다. 흡입은 대기압이 밀어주는 것이라 이론상 최대 흡입 높이는 약 10.3m입니다.
- 캐비테이션(공동현상)은 펌프의 가장 흔한 고장 원인입니다. 흡입부 압력이 포화증기압 아래로 떨어지면 기포가 생기고, 이게 임펠러에서 터지며 금속을 깎아냅니다.
- NPSH(유효흡입수두)는 캐비테이션 여유를 나타내는 값입니다.
- 상사법칙에 따르면 회전수를 낮추면 유량은 비례, 양정은 제곱, 동력은 세제곱으로 줍니다. 인버터로 회전수를 20%만 낮춰도 전력이 절반 가까이 절약됩니다.
- 전동기는 보통 10~20% 여유를 두고 선정합니다.
자주 묻는 질문
Q. 양정 10m는 압력으로 얼마인가요?
약 0.98bar(≈1kgf/cm²)입니다.
Q. 펌프 효율은 얼마로 잡나요?
기종·용량에 따라 다르지만 소형 원심펌프는 50~70%, 대형은 80% 이상입니다.
Q. 캐비테이션은 어떻게 막나요?
흡입 배관을 짧고 굵게 하고, 흡입 손실을 줄이며, 필요 NPSH보다 충분히 여유 있는 조건으로 설치합니다.