[L1] 1 캐비테이션 개요 [L2] 1) 캐비테이션(cavitation) 정의 [L4] - 국소 압력이 강하하여 액체에서 공기가 분리되는 현상. [L4] - 캐비테이션은 공동현상이라고도 불림. [L2] 2) 캐비테이션 발생현상 [L4] - 기포가 다시 고압으로 붕괴 → 공기가 사라지며 주변의 이물질을 강력하게 빨아들이며 상대물에 충돌 → 상대물의 손상 [L4] - 기포가 다시 고압으로 붕괴 → 충격파를 발생함. 상대물에 소음과 진동이 발생. → 상대물의 손상 [c] [c] 깃에서 발생한 기포 - 캐비테이션 / 공동현상 [c] [c] 출처 : https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1350417723001116 [L1] 2 캐비테이션의 원인 및 영향 [L2] 1) 캐비테이션의 발생 원인 [L4] - 흐르는 유체에서 임의 지점의 정압이 해당 유체의 포화증기압보다 낮아질 때 기포가 발생하고 다시 기포가 압역에 의해 상쇄될때 충격파가 발생한다. [L5] * 고속유체의 경우 단열상태로 압력이 강하되는데, 이때 포화증기압보다 낮아져서 보다 비등됨.(증기발생) [L5] * 유체 유온 대비 포화증기압의 강하시 발생. [L5] * 온도가 높은상태에서(포화온도 이하) 관의 수축부를 통과할때 압력강하가 발생하여 포화됨. [c] [L2] 2) 캐비테이션의 영향 [L4] - 소음진동 : 발생된 기포가 상대적 고압영역으로 유입되면 기포가 급격한 붕괴를 일으키는데 이때 소음과 진동이 발생하게됨 [L4] - 양정 및 동력효율저하 : 기포발생에 따른 유효흡입량 저하 [L4] - 깃의 침식 : 기포가 붕괴할때 기포주위로 충격파가 발생하여 깃에 국부 점침식(pitting / 캐비테이션 부식)을 유발함. [L1] 3 캐비테이션의 방지책 [L2] 1) 임팰러 측면 [L4] - 임팰러 재질을 점침식에 강한재질로 변경. [L5] * 일반적으로 18-8 스테인레스강이 많이 쓰임. [L4] - 주기적인 교체 및 유지보수로 성능 저하에 대해 대응. [L2] 2) 펌프 측면 [L4] - 펌프의 설치위치를 낮추어 유효흡입수두를 크게함.(NPSHr을 낮춤) [L4] - 흡입관경을 크게하고 밸브 플랜지 등 관이음류의 수를 줄여 손실수두를 줄인다. [L2] 3) 캐비테이션 발생한계에 맞는 설계 [L3] ① 발생한계 조건 [L4] - 유효흡입수두 >= 1.3x필요흡입수두 [L3] ② 토마의 캐비테이션 계수(σ) [L4] - σ = 필요흡입수두/전양정 [c] [c] 펌프의 캐비테이션 발생 조건