기초 강좌｜정밀펌프기술 2-2. 맥동 피크 유속(유량)의 존재

배관 설계상의 유의점

1000mL/min. 이는 분명 1분 동안 1000mL 흐르는 것을 나타냅니다. 그러나 여기에 큰 함정이 있습니다.
극단적인 예이지만, 수돗물(소용돌이 펌프)과 같은 연속 흐름인 경우라도, 또한 1분 중 단 1초만에 전량 흘러 버리는 간헐류인 경우라도, 마찬가지로 1000mL/min로 나타낼 수 있습니다.
그렇게까지 극단적인 경우는 매우 드물다고 하더라도, 다이아프램 펌프에서는 맥동이 발생하기 때문에 후자와 비슷한 상황이 됩니다.

다이아프램 펌프의 경우는 1분 동안에 20~150회(펌프에 따라 다릅니다)로 소분하여 토출하기 때문에, 당연하지만 1회당 토출량은 연속 흐름(여기에서는 1000mL/min)의 평균치보다 큰 값이 됩니다.
이는 (그림 1)의 (2)와 같이 순간유량이 커지는 것을 의미합니다. 마치 펌프의 용량이 커진 것 같습니다.

그럼, 구체적으로 크기는 어느정도되는 걸까요?

다이아프램 펌프의 피크 유량은 소용돌이 펌프의 π (3.14)배!

즉, 1000mL/min의 다이아프램 펌프는 약 3140mL/min의 소용돌이 펌프에 상당하는 피크 유량이 존재한다는 것입니다.
따라서 1000mL/min의 다이아프램 펌프를 이용하는 경우의 압력 손실 계산에는, 3140mL/min를 적용해야 합니다.

일반적으로 다이아프램 펌프에 접속되는 배관 지름은, 앞에서 기재한 이유로 인해 소용돌이 펌프의 경우보다 크게(굵게) 해야 합니다.

솔레노이드 구동 정량 펌프의 피크 유량은 소용돌이 펌프의 50배 이상!

솔레노이드 구동 정량 펌프는 모터 구동 정량 펌프보다 더 큰 맥동이 발생합니다. 1초의 몇 십 분의 1에서 몇 백 분의 1이라는 순간이라고 해도 무방할 정도로 단시간에 액체가 단번에 토출됩니다. 이는 솔레노이드가 일종의 전자석이기 때문에, 순간적으로 방전(자석의 흡착)되기 때문입니다.

따라서, 큰 순간 유속에 따른 관성저항도 매우 커집니다.
이 때문에 솔레노이드 구동 정량 펌프에 사용되는 조인트나 호스는, 1분당 동량의 모터 구동 정량 펌프에 비해 더 큽니다.