계산기 소개
이 도구는 원심 펌프가 특정 유량과 양정으로 액체를 이송하는 데 필요한 동력을 계산합니다. 결과는 두 가지로 제공됩니다. 유체에 실제로 전달되는 유효 수력 동력인 수동력(WHP, 수마력)과, 펌프의 손실까지 고려했을 때 모터가 실제로 공급해야 하는 축동력인 제동마력(BHP)입니다. 편의를 위해 결과는 킬로와트(kW)로도 함께 환산해 보여줍니다. 참고로 유량 단위 GPM은 미국식 갤런 기준이며, 국내 현장에서는 ㎥/h나 L/min을 사용하는 경우가 많으니 단위를 확인하세요.
사용 방법
유량은 미국 갤런/분(GPM), 전양정은 피트(ft), 유체의 비중(물 = 1.0), 그리고 펌프 효율을 백분율(%)로 입력합니다. 일반적인 원심 펌프의 효율은 60~85% 범위입니다. 계산기는 BHP, WHP와 함께 이에 해당하는 동력을 kW로 환산해 알려줍니다.
공식 설명
기본이 되는 계산식은 다음과 같습니다.
$$\text{BHP} = \frac{\text{Flow (GPM)} \times \text{Head (ft)} \times \text{SG}}{3960 \times \dfrac{\text{Efficiency (\%)}}{100}}$$
상수 3960은 단위 환산에서 나옵니다. 1마력(HP)은 33,000 ft·lb/min이고 물은 갤런당 8.34 lb이므로, \(33{,}000 / 8.34 \approx 3960\)이 됩니다. 비중(SG)은 물보다 무겁거나 가벼운 유체에 맞춰 결과를 보정하며, 효율(\(\eta\), 소수로 표기)은 펌프 내부의 마찰 및 수력 손실을 반영합니다.
계산 예시
유량 100 GPM, 양정 100 ft, 물(SG = 1.0), 효율 70%인 경우를 살펴봅시다. $$\text{WHP} = \frac{100 \times 100 \times 1.0}{3960} = 2.525 \text{ HP}$$ $$\text{BHP} = \frac{2.525}{0.70} = 3.608 \text{ HP}$$ 이며, 약 2.69 kW에 해당합니다.
자주 묻는 질문
WHP와 BHP는 어떻게 다른가요? WHP는 유체에 실제로 전달되는 동력이고, BHP는 모터가 공급해야 하는 더 큰 값입니다. 100% 효율을 내는 펌프는 없기 때문에 BHP가 항상 WHP보다 큽니다.
비중이 왜 중요한가요? 무거운 유체일수록 끌어올리는 데 더 많은 동력이 필요합니다. 비중이 1.0보다 크면 필요 동력이 늘고, 1.0보다 작으면 줄어듭니다.
효율 값은 어떻게 정하나요? 운전점에서의 펌프 제조사 제공 효율을 사용하는 것이 가장 정확합니다. 알 수 없다면 많은 원심 펌프에서 65~75% 정도가 합리적인 추정치입니다.
