펌프 공동현상과 서징 현상

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1 출제 포인트 — 이렇게 나옵니다

30회 시험 중에서 9번 나왔습니다
2012~2022년 기출 30회 시험 기준

출제 회차 2012년 3차 · 2013년 3차 · 2015년 1차 · 2015년 3차 · 2016년 2차 · 2017년 3차 · 2019년 1차 · 2019년 3차 · 2020년 1차

2 쉬운 설명

공동현상(cavitation, 캐비테이션)은 물이 관 속을 흐를 때 물속 어느 부분의 정압이 그때의 물의 증기압보다 낮아져, 물이 증발해 부분적으로 증기(기포)가 생기는 현상이다. 증기압은 액체가 증발하려는 압력이어서, 주변 압력이 이보다 낮으면 액체가 끓는다.

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생긴 기포는 터지면서 소음·진동을 내고 배관과 펌프를 손상시켜 부식을 일으킨다. 그래서 공동현상을 막는다는 것은 펌프 입구(흡입 쪽)의 압력이 떨어지지 않게 한다는 뜻이다.

펌프의 공동현상을 막는 조치는 회전수는 낮추고, 흡입 쪽은 짧고 낮게 하는 방향이다. 흡입관의 손실수두를 줄이고, 설치 높이를 낮추어 흡입양정(펌프가 액체를 빨아올리는 높이)을 짧게 하며, 흡입 비속도를 작게 한다. 반대로 회전수를 높이면 흡입 쪽 압력이 더 떨어지기 쉬워 공동현상이 심해지므로 방지 조치가 아니다.

서징(surging, 서어징)은 압축기와 송풍기의 관로에서 압력과 풍량이 주기적으로 크게 흔들리며 심한 공기의 맥동과 진동이 생기고 운전이 불안정해지는 현상이다. 펌프에서 서어징은 펌프의 압력과 유량이 주기적으로 오르내리는 맥동 현상이다.

서징의 방지법은 풍량을 감소시키고, 배관의 경사를 완만하게 하고, 교축밸브를 기계 가까이 설치하고, 토출가스를 흡입측으로 바이패스시키거나 방출밸브로 대기에 방출시키는 것이다. 교축밸브를 기계에서 멀리 설치하라는 것은 방지가 안 되므로 옳지 않다.

이름이 비슷하게 나열되는 다른 현상과 구별한다. 정압이 증기압보다 낮아 증기가 생기면 공동현상이고, 비말동반은 증기나 가스에 액체 방울이 섞여 딸려 가는 현상이며, 수격작용은 밸브를 급히 닫을 때 관 속 물이 충격을 주는 현상이다.

3 이 개념이 나온 기출문제

해설·법령 근거까지 가입 없이 보실 수 있습니다. 최신 5개년 문항은 여기 나오지 않습니다.

4 체크리스트 + 암기팁

암기팁 공동현상 방지 = 회전수는 낮추고, 흡입관은 손실을 줄이고, 흡입양정은 짧게.
암기팁 서징 방지 = 풍량 줄이기, 완만한 경사, 교축밸브는 기계 가까이, 바이패스.
함정 주의 「압력이 증기압보다 낮다 = 기포 발생 = 공동현상」으로 묶어 두고, 서징(압력·유량의 주기적 맥동)·비말동반(액체 방울이 딸려 감)·수격작용(밸브를 급히 닫을 때의 충격)과 구별한다.
  • 정압이 물의 증기압보다 낮아져 증기가 생겨 배관 부식을 일으키면 → 공동현상이다(서징·비말동반·수격작용이 아니다).
  • 공동현상 방지 조치로 「펌프의 회전수를 높인다」는 틀린 조치이다. 회전수는 낮추어야 한다.
  • 공동현상 방지: 흡입관의 손실수두 감소, 설치 높이를 낮춰 흡입양정 단축, 흡입 비속도를 작게 하는 것은 모두 옳은 조치이다.
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  • 서징 방지에서 교축밸브는 기계 가까이 설치한다. 「기계에서 멀리」는 옳지 않다.
  • 서징 방지법으로 풍량 감소, 배관 경사 완만, 토출가스의 흡입측 바이패스 또는 방출밸브로 대기 방출은 옳다.
  • 서징은 압축기·송풍기 관로의 압력·풍량이 주기적으로 흔들리는 현상이고, 공동현상은 압력 저하로 기포가 생기는 현상이다. 두 현상의 방지법을 섞지 않는다.

5 예제 — 이 개념, 실제로 이렇게 나왔습니다

2020-06-06 시행 화학설비위험방지기술 85번 — 서징 방지법 옳지 않은 것압축기와 송풍의 관로에 심한 공기의 맥동과 진동을 발생하면서 불안정한 운전이 되는 서징(surging) 현상의 방지법으로 옳지 않은 것은?옳지 않은 것 고르기해설 보기 →2019-08-04 시행 화학설비위험방지기술 96번 — 공동현상 방지 조치 틀린 것펌프의 사용 시 공동현상(cavitation)을 방지하고자 할 때의 조치사항으로 틀린 것은?옳지 않은 것 고르기해설 보기 →2019-03-03 시행 화학설비위험방지기술 97번 — 정압이 증기압보다 낮을 때의 현상물이 관 속을 흐를 때 유동하는 물 속의 어느 부분의 정압이 그 때의 물의 증기압보다 낮을 경우 물이 증발하여 부분적으로 증기가 발생되어 배관의 부식을 초래하는 경우가 있다. 이러한 현상을 무엇이라 하는가?옳은 것 고르기해설 보기 →

6 이론 근거 — 정의가 곧 정답입니다항목 7개 · 눌러서 펼치기눌러서 닫기

공동현상(cavitation)
압력이 낮아져 액체 속에 거품이 생기고 터지는 현상
출처: 기출 해설의 용어 설명 · 이 개념 기출 10문항 중 2문항이 인용
공동현상(캐비테이션)
압력이 낮아져 액체 속에 기포가 생겼다 터지는 현상.
출처: 기출 해설의 용어 설명 · 이 개념 기출 10문항 중 2문항이 인용
교축밸브
유량을 조이는 밸브.
출처: 기출 해설의 용어 설명 · 이 개념 기출 10문항 중 2문항이 인용
서징
압축기·송풍기에서 공기의 맥동과 진동이 일어나는 불안정 운전.
출처: 기출 해설의 용어 설명 · 이 개념 기출 10문항 중 2문항이 인용
증기압
액체가 증기로 변하려는 압력으로, 이보다 주변 압력이 낮으면 끓는다.
출처: 기출 해설의 용어 설명 · 이 개념 기출 10문항 중 2문항이 인용
흡입양정
펌프가 액체를 빨아올리는 높이.
출처: 기출 해설의 용어 설명 · 이 개념 기출 10문항 중 2문항이 인용
공동현상
압력 저하로 액체 속에 기포가 생겼다 터지는 현상(캐비테이션)이다.
출처: 기출 해설의 용어 설명 · 이 개념 기출 10문항 중 1문항이 인용
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