수충격(수격) 방지설비 / 수격 방지기 / Water Hammer Control System

“수충격 방지설비”에서 말하는 수충격(수격)이란?

흐르고 있는 관로의 밸브를 갑자기 닫거나 펌프를 정지하는 등 유속의 변화가 있는 경우, 유체가 가지고 있던 운동에너지가 압력에너지로 변하기
때문에 이 압력변화가 압축파의 전파속도로 전달된다. 이 압력파는 되돌아 올 때 압력의 부호가 반대로 되고 관로내를 계속 왕복하게 된다. 이러한
현상을 수격작용(water hammering)이라 하는데 유속이 빠를수록, 유속의 변화시간이 짧을수록 그 정도는 더 커지게 된다. 이때의 압력은 심할
경우 부압은 물의 포화증기압이하가 되어 증기공동(vapor cavity)이 형성되어 수주분리(column separation)현상이 발생하기도 하며 이는
배관의 좌굴(collapse)이 발생할 수도 있고, 수주가 재결합할 때 높은 압력이 유발되는데 상승압은 기기의 내압이상으로 상승하여 기기를
파손시키기도 한다.

1.부정류의 정의

부정류: 관내유체의 운동이 시간의 영향을 받아 시간에 따라 유량이 변하는 흐름

가. 유사 정상유동 : 유체의 관성이나 탄성이 영향을 주지 않는 유동으로, 저수지나 용량이 큰 저장탱크 등에 관계된 유동
나. 부정류 유동 : 유체의 관성, 유체의 배관이 유동에 큰 영향을 미치는 유동으로 수충격과 관계되는 유동

2.수충격(수격)과 부정류와의 관계

관성효과가 중요하고 배관과 유체의 압축성 효과가 아주 작거나 무시할 수 있을 경우, 강성주 유동으로 칭하는 부정류
유동이라 함. 이 유동에서 유체의 관성효과, 배관과 유체의 탄성이 유지된다면 수충격(수격)으로 볼 수 있다.

3.수충격(수격)의 발생요인

가. 펌프의 급정지시(고장 또는 정전)
나. 밸브의 급 개폐 조작시
다. 펌프의 가동시
라. 관로내 다량의 공기유입으로 인한 관내 유동의 요동시

4. 수충격(수격)작용에 의한 피해

가. 압력저하에 의해 관로가 좌굴등에 의해 파손된다.
나. 압력상승에 의해 관로,펌프와 밸브등이 파손될 수 있다.
다. 역류방지밸브등 역류방지대책이 미흡한 경우 역류, 역전에 의해 펌프 및 구동장치에 기계적사고가 발생한다.
라. 공기밸브가 작동하거나 수주분리현상에 의해 생긴 압력변동은 압력의 상승·하강 정도가 심하고 배관 및 기기가 진동하는
소음이 나타나기도 한다.
마. 비정상적인 압력변동 때문에 압력을 제어하는 기기들이 오작동이 생길 수 있다.

5. 수충격(수격) 방지책 및 장, 단점