수력마력(WHP)이란?
수력마력(WHP, Water Horsepower)은 유압마력이라고도 하며, 펌프 시스템을 통해 유체를 이송할 때 실제로 유체에 전달되는 이론적인 동력을 말합니다. 즉, 일정한 유량을 일정한 높이까지 끌어올리는 데 필요한 유효 출력 동력을 나타냅니다. 제동마력(BHP)과 달리 수력마력은 펌프와 모터의 손실(비효율)을 고려하지 않기 때문에, 펌프 계산에서 항상 가장 작은 동력 값으로 나타나며 장비 사양을 정하는 기준점이 됩니다.
계산기 사용 방법
세 가지 값을 입력하세요. 유량 Q는 미국식 단위인 분당 갤런(US gpm), 전양정(총 동수두) H는 피트(ft), 그리고 유체의 비중(SG)입니다. 표준 상태의 물은 SG = 1.0이며, 염수·기름·슬러리 등은 값이 다릅니다. 계산하기 버튼을 누르면 수력마력과 이를 와트(W)로 환산한 값을 확인할 수 있습니다. 참고로 이 계산기는 미국식 단위(gpm·ft)를 사용하므로, m³/h·미터 단위에 익숙한 국내 환경에서는 값을 환산해 입력해야 합니다.
공식 풀이
미국식 단위 표준 공식은 다음과 같습니다.
$$\text{WHP} = \frac{\text{Flow }Q\text{ (gpm)} \times \text{Head }H\text{ (ft)} \times \text{SG}}{3960}$$분모 3960은 단위 환산 상수로, 마력당 33,000 ft·lb/min을 물 1갤런당 무게인 8.33 lb로 나눈 값입니다. 양정과 유량을 곱하면 일률(작업 속도)이 나오며, 비중은 물보다 무겁거나 가벼운 유체에 맞춰 결과를 보정해 줍니다.
계산 예시
어떤 펌프가 전양정 100 ft에 맞서 물(SG = 1.0)을 500 gpm으로 이송한다고 가정해 봅시다. 그러면 다음과 같이 계산됩니다.
$$\text{WHP} = \frac{500 \times 100 \times 1.0}{3960} = \frac{50{,}000}{3960} \approx 12.626 \text{ hp}$$제동마력(BHP)을 구하려면 이 값을 펌프 효율로 나누면 됩니다. 예를 들어 효율이 0.75라면 약 16.8 bhp가 됩니다.
자주 묻는 질문(FAQ)
이 값은 수력마력인가요, 제동마력인가요? 이것은 수력마력(유압마력), 즉 이상적인 출력입니다. 펌프 효율로 나누면 제동마력을 얻을 수 있습니다.
어떤 단위를 사용하나요? 미국식 단위를 사용합니다. 분당 갤런(gpm), 양정(ft), 그리고 무차원 값인 비중(SG)을 입력하며, 상수 3960이 적용됩니다.
물이 아닌 다른 유체를 펌핑한다면요? 해당 유체의 비중을 입력하세요. 경유는 약 0.85, 해수는 약 1.025이며, 농축 염수는 1.2를 넘을 수도 있습니다.
