공동현상(Cavitation)

1. 정의

유체내에서 회전하거나 움직이는 물체의 표면에서 속도의 증가로 인한 압력의 저하로 증기나 기포가 발생하여 공동(空洞, cavity)을 형성하는 말한다.

2. 발생원리

  1. 베르누이 방정식에 알 수 있듯이 액체의 유속이 증가하면 압력은 감소한다.
  2. 압력이 포화증기압보다 낮아지면 증기가 발생하고, 액체속의 용존가스가 기포를 형성한다.

3. 발생현상

  1. 펌프의 회전차나 프로펠러와 같이 고속으로 회전하는 날개표면에서 발생하기 쉽다.

4. 문제점

  1. 기포가 고압부위에서 갑자기 파괴, 소멸되면서 충격과 소음, 진동을 일으키고 침식을 일으킨다.
  2. 펌프의 성능이 떨어지고 심하면 양수가 불가능하게 된다.
  3. 벽면에 점침식이 일어난다.

4. 방지대책

  1. 펌프의 위치를 낮게하여 흡입양정을 작게한다.
  2. 펌프의 회전속도를 낮추어 흡입속도를 줄인다.
  3. 단흡입보다 양흡입 펌프를 사용하여 흡입저항을 줄인다.
  4. 2대 이상의 펌프를 직렬로 사용한다.
  5. 종축펌프를 사용하고 회전차를 유체속에 완전히 잠기게 한다.
  6. 흡입관의 지름을 크게하고, 밸브 및 관이음쇠 등의 수를 줄임으로써 손실수두를 줄인다.