공동현상(캐비테이션)·수격작용·서징
📖 5분 정리무료 공개이론 근거 정리
1 출제 포인트 — 이렇게 나옵니다
12문항
19개년 기출 중 이 개념이 인용된 문항
11 / 19
출제된 회차
펌프의 상사법칙
가장 자주 함께 나온 논점 (3문항)
출제 회차 12회 · 14회 · 19회 · 20회 · 21회 · 22회 · 23회 · 24회 · 25회 · 26회 · 29회
2 쉬운 설명
공동현상 = 펌프 흡입 쪽 압력이 너무 낮아 물속에 기포가 생겼다가 터지는 현상
5문단 · 상세한 내용보기접어서 간단히 보기
빨대로 물을 너무 높이 빨아올리려 하면 힘이 부족해 물이 끊기고 거품이 생깁니다. 펌프도 물을 끌어올리는 높이(흡입양정)를 줄여야 이런 거품 현상이 생기지 않습니다. 뜨거운 물일수록 낮은 압력에서도 쉽게 끓어 기포가 되므로, 수온이 높아도 잘 생깁니다.
세 현상 구분하기
| 현상 | 왜 생기나 | 어떤 일이 생기나 |
|---|---|---|
| 공동현상(캐비테이션) | 흡입 쪽 압력이 포화증기압보다 낮아서 | 기포가 생겼다 터지며 소음·진동·날개 손상 |
| 수격작용 | 흐르던 물이 갑자기 멈추거나 방향이 바뀌어서 (관성) | 압력이 치솟아 충격음·진동·배관 손상 |
| 서징 | 배관 안에 공기가 고여 있어서 | 양정·유량이 주기적으로 오르내리며 진동·소음 |
꼭지를 갑자기 잠글 때 배관이 「쾅」 하고 울리는 것이 수격작용입니다. 서징은 배관 속 공기 덩어리가 스프링처럼 눌렸다 펴졌다 하며 물 흐름을 출렁이게 만드는 것이라, 공기를 빼 주면 줄어듭니다.
공동현상이 생기는 순서
흡입양정 큼 · 유속 빠름 · 수온 높음→흡입부 압력이 포화증기압 아래로→기포 발생→압력 높은 곳에서 터짐
이것만은 헷갈리지 말자
- 공동현상은 압력이 모자라서, 수격작용은 흐름을 갑자기 멈춰서 생깁니다. 공동현상을 「급정지시킬 때 생기는 현상」이라고 쓰면 틀립니다.
- 펌프는 수조 수위보다 낮게 둡니다. 수위보다 높게 두면 흡입양정이 커져 공동현상이 더 잘 생깁니다.
- 양수량이 같은데 회전수를 높이면 흡입 쪽 압력이 더 내려가 공동현상이 심해집니다.
- 수격작용은 「울림」이지 물에 이물질이 섞이는 오염 원인이 아닙니다.
3 이 개념이 나온 기출문제
- 제29회 64번
- 제26회 62번
- 제25회 77번
- 제24회 62번
- 제23회 76번
- 제22회 64번
- 제21회 104번
- 제20회 105번
- 제19회 101번
- 제14회 103번
- 제14회 107번
- 제12회 103번
해설·법령 근거까지 가입 없이 보실 수 있습니다. 최신 5개년 문항은 여기 나오지 않습니다.
4 체크리스트 + 암기팁
암기팁 「갑자기 멈추면 수격, 압력이 모자라면 공동」으로 짝지어 두자.
암기팁 공동현상 대책은 「낮게·굵게·짧게·천천히」.
암기팁 캐비테이션은 「압력 ↓ · 수온 ↑」에서 잘 생긴다 — 흡입양정이 크거나 물이 뜨거울 때.
- 공동현상 조건: 국부 압력이 그 온도의 포화증기압보다 낮아지면 생긴다. 흡입양정이 클수록, 유속이 빠를수록, 수온이 높을수록 발생하기 쉽고, 배관계 구성이 같으면 물 온도가 높을수록 가능성이 커진다.
- 공동현상 대책: 흡입양정을 작게(펌프를 수조 수위보다 낮게), 흡입관은 굵게·부속류는 적게 하여 손실수두를 줄이고, 배관 안에 공기가 체류하지 않게 하며, 회전수는 낮춘다. 흡입양정을 크게 하거나 높이 설치하거나 회전수를 높이는 것은 반대 방향이다.
- 수격작용: 밸브를 급히 닫거나 흐름이 급변할 때 관성으로 압력파가 생겨 소음·진동·배관 손상이 생긴다. 수주분리(관로에 관성력과 중력이 작용해 물 흐름이 끊기는 현상)가 일어나기 쉬운 부분에서 발생할 수 있다. 배관 부식·크로스 커넥션·역류·저수탱크로의 유해물질 침입과 달리 물을 오염시키는 원인은 아니다.
체크리스트 더 보기 3개 더체크리스트 접기
- 서징: 양정·유량이 주기적으로 변동하며 진동·소음이 나는 현상이다. 관로에 고인 공기가 서징을 일으키는 원인이므로 불필요한 잔류 공기를 제거하면 막을 수 있다. 흡입양정을 줄이는 것은 공동현상 대책이지 서징과는 관계가 없다.
- 상사법칙: 양수량은 회전수에 비례, 양정은 제곱, 축동력은 세제곱에 비례한다. 회전수를 2배로 하면 양수량 2배 · 양정 4배 · 축동력 8배이고, 양수량을 4배로 하려면 회전수를 4배로 해야 한다. 전양정이 회전수에 반비례한다는 서술은 틀리다. 실양정은 흡입양정과 토출양정의 합이고, 배관 손실수두를 더한 것이 전양정이다.
- 급수조닝: 고층건물을 한 계통으로 급수하면 아래층 수압이 지나치게 커져 수격작용·소음·기구 손상이 생기므로 높이별 구역으로 나눈다. 위생기구가 많을수록 동시사용률은 작은 값을 적용하고, 스케일을 줄이려면 보급수의 경도를 낮춘다.
5 예제 — 이 개념, 실제로 이렇게 나왔습니다
제14회 공동주택시설개론 107번펌프의 공동현상(cavitation)을 방지하기 위한 대책으로 옳지 않은 것은?옳지 않은 것 고르기해설 보기 →제29회 공동주택시설개론 64번급수설비에 관한 내용으로 옳은 것은?옳은 것 고르기해설 보기 →제26회 공동주택시설개론 62번급수설비의 펌프에 관한 내용으로 옳은 것은?옳은 것 고르기해설 보기 →6 이론 근거 — 정의가 곧 정답입니다항목 2개 · 눌러서 펼치기눌러서 닫기
공동현상(캐비테이션)
펌프 흡입부의 압력이 그 온도의 포화증기압 아래로 떨어지면 물속에 기포가 생기고, 그 기포가 압력이 높은 곳에서 터지면서 소음·진동과 날개 손상을 일으키는 현상이다. 흡입양정이 클수록, 유속이 빠를수록, 수온이 높을수록 발생하기 쉽다. 흡입양정과 흡입관 손실수두를 줄이고 회전수를 낮추어 유효흡입수두를 크게 하면 막을 수 있다.
출처: 기출 해설의 이론·기준 근거 종합 · 이 개념 기출 12문항 중 12문항의 근거수격작용과 서징
수격작용은 흐르던 물을 갑자기 멈추거나 방향을 바꿀 때(밸브를 급히 닫을 때) 관성으로 압력이 치솟아 압력파가 관을 때려 충격음·진동·배관 손상을 일으키는 현상이다. 공동현상은 국부 압력이 포화증기압 이하로 내려가 기포가 생겼다 터지는 현상이고, 수격작용은 유속이 급변할 때 관성으로 압력파가 생기는 현상이다. 서징은 펌프 운전 중 양정·유량이 주기적으로 오르내리며 진동·소음이 나는 현상이며, 배관 내 잔류 공기가 원인이 된다.
출처: 기출 해설의 이론·기준 근거 종합 · 이 개념 기출 12문항 중 12문항의 근거