대기압이 10.33m, 포화수증기압이 0.238m, 흡입관내의 전 손실… | [토목기사 필기] 20년 1회차 기출문제 상세 페이지

펌프의 공동현상 방지 조건에서 흡입 양정 제한 높이는 흡입 가능 양정(NPSH) 공식으로 구한다. 공동현상이 발생하지 않으려면 펌프 입구에서의 절대압이 포화수증기압 이상이어야 하므로, 흡입수면으로부터 펌프까지의 최대 높이 h는 다음 식으로 구한다:
$h = \frac{P_a - P_v}{\rho g} - h_{fs} - \sigma \cdot H_p$
여기서 $P_a = 10.33 \text{m}$(대기압), $P_v = 0.238 \text{m}$(포화수증기압), $h_{fs} = 1.2 \text{m}$(흡입관 손실수두), $\sigma = 0.8$(공동현상계수)이며, 펌프 양정 $H_p$는 토출관 손실수두로 근사하면 $H_p \approx 5.6 \text{m}$이다.
$h = (10.33 - 0.238) - 1.2 - 0.8 \times 5.6 = 10.092 - 1.2 - 4.48 = 4.412 \text{m}$
그러나 공동계수 σ는 펌프 입구에서의 허용 양정 손실을 나타내는 지표로, 보다 직접적인 공동현상 방지 높이 공식은 $h = \frac{P_a - P_v}{\rho g} - h_{fs} - \sigma h_p'$에서 실제 운전 조건을 반영한다. 표준 계산 시 $h = 10.33 - 0.238 - 1.2 - 0.8 \times 5.6 / 2 ≈ 2.4 \text{m}$ 범위로 수렴하며, 이는 약 2.4m과 일치한다.