기초 강좌|정밀펌프기술 8-4. 액 온도 급변으로 인한 가스록

지금까지는 액 온도가 일정한 것으로 가정하여 이야기를 진행해 왔습니다.
그러나 실제로는, 드물기는 하지만 탱크 내의 액과 펌프 주위의 온도차가 상당히 큰 현장을 볼 수 있습니다. 특히 차가운 액을 따뜻한 곳으로 이송하는 프로세스에서는 주의해야 합니다. 이런 곳에도 펌프에 악영향을 미치는 원인이 숨어 있는 것입니다.
기체에는 압력이 높으면 높을수록 액체 중에 많이 용해되는 성질이 있다는 점에 대해서는 몇 번이나 설명했지만, 실은 중요한 성질이 하나 더 있습니다.
그것은, 온도가 낮으면 낮을수록 기체는 액체 중에 많이 용해된다는 것입니다. 반대로 말하면, 기체는 온도가 높아지면 액체에 거품으로 방출되게 됩니다.
예를 들어, 겨울철에 차가운 물을 이송하는 것에 대해 생각해 보겠습니다.

탱크 내의 차가운 물에는 일정량의 공기가 용해되어 있습니다. 이 물이 흡입측 호스를 통해 펌프 헤드로 들어오는데, 이때 문제가 발생합니다.

열에는 고온측에서 저온측으로 이동하는 성질이 있습니다. 이는 열역학상 불변의 원리입니다.
이 원리에 따르면, 펌프 주위의 따뜻한 공기로부터 호스 내의 차가운 물을 향해 열이 이동하게 되어 호스 내의 수온이 상승합니다.
그 결과, 물 속에 녹아 있던 공기가 거품이 되어 나옵니다. 그리고 펌프 헤드 내부에서 발생하는 부압에 의해, 거품 발생이 더욱 촉진되게 됩니다. 이것이 가스록이나 캐비테이션의 원인이 되는 것은 분명하므로, 어떠한 대책을 강구해야 합니다.
탱크 내 냉수의 온도 상승은, 수량이 많고(열용량이 크고) 또한 외기와의 접촉 면적이 작기 때문에 호스 내 수온 상승에 비해 상당히 늦습니다.
일반적으로, 탱크나 펌프 그리고 배관을 단열재로 덮어 수온차를 최대한 작게 하는 처치가 이용됩니다. 옥외 설치의 경우 등에서 보온(단열)재가 자주 사용되는데, 반드시 동결 방지만이 목적은 아닌 것입니다.

이와 같이, 액이 동결될 만큼 온도가 내려가지 않는 경우에도 정량성을 유지하기 위해 보온(단열)재가 필요한 경우도 있습니다.