펌프 및 시스템의 총 헤드

Jun 08, 2023

"총 양정"(H)이라는 용어는 펌핑 시스템의 에너지를 설명하는 데 사용되며 제조업체가 펌프 성능을 유량의 함수로 나타내는 방법입니다. 총 수두는 일반적으로 총 동적 수두(TDH)라고도 합니다. 그러나 HI(Hydraulic Institute)는 총수두라는 용어를 사용하며 이 기사 전체에서 사용될 것입니다.

사용자가 펌프 시스템을 설계하거나 작동하는 경우 펌프를 적절하게 선택하고 작동할 수 있도록 유량 및 다양한 시스템 조건의 함수로 시스템의 총 수두를 구성하는 요소의 미묘한 차이를 이해하는 것이 중요합니다. 또한 설치 후 펌프 성능을 측정하는 것이 목표인 경우 펌프 제조업체와 동일한 방식으로 이를 수행하는 방법을 이해하는 것이 중요합니다.

총 헤드(시스템)는 세 가지 구성 요소로 구성됩니다.

고도 헤드 , 이는 액체가 이동할 고도의 차이입니다. 예를 들어, 사용자가 한 탱크에서 다른 탱크로 펌핑을 하고 탱크의 레벨이 동일한 경우 높이 수두는 0이 됩니다. 그러나 지상의 탱크에서 100피트 건물의 지붕까지 펌핑하는 경우 높이 수두는 100피트가 됩니다.

압력 헤드 소스와 대상 사이의 압력 차이입니다. 예를 들어, 대기압의 호수에서 액체를 채취하여 대기압보다 10psi(평방 인치당 파운드)가 높은 탱크에 전달하는 경우 압력 수두는 펌핑되는 액체의 피트로 표현되는 10psi입니다. 압력과 수두 사이의 변환은 펌프 전체 수두 측정 섹션에 설명되어 있습니다.

마찰 헤드 마찰로 인한 시스템의 수두 손실이며 액체 속도 또는 유속의 제곱의 함수입니다. 언급한 바와 같이 마찰 손실은 유량뿐만 아니라 시스템의 배관, 피팅, 밸브 및 최종 사용 장비의 크기에 따라 달라집니다. 유량을 능동적으로 조절하는 데 사용되는 제어 밸브가 시스템에 있는 경우 제어 밸브 전체의 마찰 손실을 제어 헤드라고 합니다. 제어 헤드는 개선할 수 있는 에너지 소비 원인인 경우가 많기 때문에 이를 이해하는 것이 중요합니다.

이 주제에 대한 추가 자습서 정보를 제공하고 마찰 손실 계산기를 포함하는 무료 리소스는 Hydraulic Institute의 엔지니어링 데이터 라이브러리이며 edl.pumps.org에서 액세스할 수 있습니다. 많은 장비와 가지로 구성된 복잡한 시스템의 경우 시스템의 총 양정을 손으로 계산하기 어려울 수 있으므로 유압 모델링 소프트웨어를 사용해야 합니다. 수력학적 모델링 소프트웨어의 일부 비상업적 버전은 Pumps.org/freetools에서 무료 리소스로 제공됩니다. 총 수두(시스템)에 대한 단순화된 방정식은 방정식 1(100페이지)에 표현됩니다.

이미지 1은 액체가 공급 탱크에서 3개의 폐쇄된 제품 탱크로 전달되는 펌프 시스템을 보여줍니다. 총 수두(시스템)에 대한 방정식을 고려하면 공급 탱크는 지점 1이 되고 제품 탱크는 지점 2가 됩니다. 표고 수두는 제품 탱크 수위와 공급 탱크 수위 사이의 높이 차이가 됩니다. 압력 수두는 펌핑된 액체의 피트로 표현되는 제품 탱크와 공급 탱크 사이의 압력 차이입니다. 마찰 헤드에는 공급 탱크, 배관, 부속품, 열 교환기, 제어 밸브 등의 모든 손실이 포함됩니다.

이미지 2는 방정식 변수의 함수로 시스템 헤드가 어떻게 변경되는지 보여줍니다. 높이 및 압력 수두의 경우 전체 수두(시스템) 곡선은 이러한 변수가 변경됨에 따라 수직으로 위아래로 이동합니다. 마찰 수두의 경우 유량의 제곱 함수로 변화하며, 총 수두 방정식으로 표현되는 "C" 계수는 유량 제어 밸브(FCV-271, FCV-272 및 FCV-273)에 따라 변경됩니다. ). 유량 제어 밸브가 열리면 "C" 계수가 감소하고 총 양정이 감소하며, 반대로 유량 제어 밸브가 닫히면 "C" 계수가 증가하고 총 양정이 증가합니다.