펌프의 이상거동(수격작용, 맥동현상, 채터링)

1 수격작용(water hammer)
 1) 발생현상
   - 장거리 수송배관에서 발생함.
   - 비정상적인 펌프의 멈춤이 발생할때, 유체는 관성에 의해 흐름방향으로 운동성을 가지나 추가적인 공급이 없는 펌프측에는 급격한 압력 강하가 발생함. 즉시 유체는 펌프 송출부 측으로 이동하고 압력강하와 압력상승이 발생하여 압축력이 충격파로 전달되는 현상.
 2) 발생영향
   - 압력상승에 의한 펌프 밸브 배관의 손상
   - 관로의 변형 또는 파손
   - 진동 및 소음 발생
   - 유체기기의 난조 및 조향불가
 3) 발생원인
   - 펌프의 급격한 기동 또는 정지
   - 정전등에 의한 비정상적인 송출차단
   - 밸브 급격한 개폐시
 4) 발생대책
   - 기계적 압력변화방지
     * 펌프에 플라이휠을 부착하여 관성효과를 이용하여 급격한 송출부압력 변화를 막는다.
     * 안전밸브 사용(자동방류밸브, 급폐쇠식 체크밸브)
   - 충격에너지 관리
     * 서지탱크를 설치하여 축적된 에너지를 이용하여 급격한 충격파와 압력변화에 대응

2 맥동현상(서징현상, surging)
 1) 맥동현상의 개요
   - 펌프의 압력이 일정 주기를 가지고 큰폭으로 변동하거나 토출량이 주기적으로 변동이 발생.
   - 흡입 및 토출배관의 주기적인 진동과 소음을 수반하는 현상.
     * 한번 발생하면 그 변동주기는 비교적 일정하다.

   - 과도하게 발생하는 이상압력의 최대값을 의미.
   - 펌프를 운전할때 송출압력과 송출유량이 주기적으로 변동하여 펌프 입구 및 출구에 설치된 진공계 압력계의 지침이 흔들리고 토출배관에 진동과 소음이 발생되는 현상을 말한다.

 2) 발생원인
   - 펌프의 양정곡선이 산형 구배 특성을 가지고 곡선의 상승부에서 운전할 때 발생.

   - 펌프의 토출관로가 길고 배관중간에 수조 또는 기체상태인 부분이 존재할 때 발생.
   - 축추력의 불안정으로 주기적 축방향 이동 캐비테이션 공진등으로 발생.

   - 유압회로 내에서 밸브를 갑자기 닫을때 오일의 운동에너작 압력에너지로 변하면서 일시적으로 압력증가가 나타남.
   - 펌프의 양정곡선이 선형곡선이고 
   - 배관중 공기가 있을때 발생.

 3) 맥동방지
   - 펌프의 H-Q 곡선이 오른쪽 하향 구배 특성을 가진것을 적용.
     * 또는 바이패스등을 이용하여 운전점이 오른쪽 하향구배 특성범위에서 운전되도록 조절
   - 회전차나 안내깃의 사양을 변경
   - 배관 중간에 수조 또는 기체상태 부분이 존재하지 않도록 함.

 

3 채터링 현상
  - 릴리프 밸브등에서 스프링의 장력이 약하거나 스프링의 고유진동으로 밸프가 닫힐때 밸브가 떨리는 현상.
  - 고음 발생, 잡음발생