알기 쉽게 풀어 쓴 펌프 이야기

노형운 저자 지음

지오북스 2025년 03월 31일 출간 국내도서 : 2025년 02월 26일 출간

작품소개

책소개

유체기계는 펌프, 수차와 같은 수력기계와 팬, 송풍기, 압축기 또는 풍차와 같은 공기기계 그리고 유압기계로 구분이 됩니다. 그런데, 언젠가부터 유체기계와 유압기계 등과 같은 학문은 현장에서 사용되는 아주 기본적인 학문임에도 불구하고, 더 이상 학교에서 가르치지 않거나, 유체역학의 한 챕터로 구성 및 다루고 있는 실정이 되어 버렸습니다.
이런 상황 속에서 유체기계 관련 중소기업에서 기계공학 전공자 학생들을 채용하여도, 펌프에 “펌”자도 더 나가서 “유체역학”의 “유”자도 모르는 것이 전혀 이상하지 않은 상황이 도래되었습니다.
이러한 상황은 충분히 이해는 됩니다. 유체역학2 끝 무렵(기말고사 가까이 돼서)에 1주에 한학기 분량을 다 배워야 하는데, 가르치는 선생이나 배우는 학생이나 암묵 간에 타협하고 넘어갔지 않나 생각합니다. (물론 다 그렇다는 것은 아닙니다.)
그렇다면 산업체 현실은 어떠할까요? 국내 굴지의 펌프회사들을 보면, 20세기 말까지 중요한 역할을 하던 설계자와 경험자들이 2025년에 현재 접어들어 대부분 노년기에 접어들거나 퇴사한 상황이 되어 버렸습니다.
또한, 제조단가를 맞추기 위하여 이제는 개발보다는, 중국에서 싸게 구매해서 재조립해서 파는 경우로 전향하다 보니, 체계적인 않은 중소기업의 현실로 펌프의 개념과 원리 등을 쉽게 이해하기에는 더 이상 쉽지 않은 상황이 된 것이 현실입니다.
더 나아가, 이제는 펌프와 같은 대상은 신학문(New Technology)이 아니라는 생각에 근거하여, 이제는 레드오션 시장으로 편재되고 있으며, 기초 산업임에도 불구하고, 신규 프로젝트나 투자 등이나, 우수한 인력을 확보하기 힘든 실정이 되었습니다.
따라서, 필자는 이러한 현상을 조금이라도 지연시키고, 펌프관련 종사자들에게 조금이라도 도움을 주기 위하여, 25년간 관련 업종에서 종사하면서 설계 및 프로젝트 등을 통하여 얻은 산지식들을 이용하여 이 책을 집필하고자 했습니다.
이 책을 통해 좀 더 쉽게 펌프관련 기술을 이해할 수 있기를 바라며, 다음과 같은 내용을 주로 담았습니다.

-. 산업체에서 맞닥뜨리는 모호한 표현 들
-. 현장에서 원활히 해결하지 못한 내용 및 원인
-. 경험이 없으면 습득하기 힘든 이론들
-. 아무도 가르쳐 주지 않는 내용 들
-. 프로젝트를 수행하지 않으면 배울 수 없는 내용 들

책의 내용 중 개념을 파악하는 것이 중요하기에, 단위사용에 있어 영국단위계 그리고 SI 단위계를 혼재해서 사용하였고, 그림도 때때로 참고문헌에서 사용한 그대로 사용하였습니다. 이 점 양해 바랍니다.
책을 저술하면서, 될 수 있으면 주석으로 저자권을 표시해주었으나, 그동안 모아왔던 자료들이 오래된 것이다 보니, 참고문헌을 찾지 못한 것들이 있습니다. 보시다가 빠진 부분을 언급해 주시면 재판시 반드시 반영하겠습니다. 또한, 내용이 잘못 설명되었다고 생각하는 부분이나 오타가 있다면 연락해 주시기 바랍니다.

목차

제 1 장 펌프 시스템에서의 에너지 1
1.1 압력(Pressure), 헤드(Head) 1
1.2 에너지와 헤드(Head) 3
1.3 배관내 압력 변화 11
1.4 펌프시스템의 출구조건 18
1.5 실양정와 정적헤드 20

제 2 장 펌프 29
2.1 펌프란? 29
2.2 펌프의 구성요소 35
2.3 펌프의 종류 64

제 3 장 비속도 73

제 4 장 상사법칙 77
4.1 개념 77
4.2 임펠러 컷팅과 회전수제어 따른 상사법칙 78

제 5 장 점성의 영향 81
5.1 유체의 분류 81
5.2 뉴턴유체의 특성 84
5.3 비뉴턴유체의 특성 86
5.4 뉴턴유체에 대한 펌프의 성능특성 95
5.5 비턴유체에 대한 펌프의 성능특성 98
5.6 뉴턴유체의 점성변화에 따른 펌프성능 환산법 100
5.7 비뉴턴유체의 점성변화에 따른 펌프성능 환산법 103


제 6 장 펌프 특성 곡선과 관로 저항 곡선 105
6.1 개념 105
6.2 회전수 변화에 의한 펌프 특성 곡선과
관로 저항 곡선 관계 109
6.3 관로의 특성곡선 계산 111
6.4 관련 예제 풀이1 113
6.5 관련 예제 풀이2 113
6.6 전력원단위(Specific Power) 121

제 7 장 연합운전 125
7.1 개념 125
7.2 직렬운전 126
7.3 병렬운전 128

제 8 장 변속운전 135
8.1 개념 135
8.2 변속장치의 종류 136
8.3 변속운전시 기계적인 부하 148
8.4 변속장치의 일반적인 적용 149
8.5 변속장치 설치시 단점 150
8.6 전력원단위 계산 151

제 9 장 펌프의 흡입조건과 NPSH 157
9.1 흡입조건 157
9.2 유효흡입헤드, NPSH 162
9.3 흡입배관 설계 165
9.4 흡입손실 170
9.5 NPSH 계산 예제 171



제 10 장 캐비테이션 177
10.1 정의 177
10.2 흡입비속도 181
10.3 어느 정도의 NPSH라면 충분한가? 183
10.4 재순환현상 187

제 11 장 흡수정과 보텍스 191
11.1 흡수정에서의 유동현상 191
11.2 보텍스의 종류 192
11.3 보텍스의 영향 193
11.4 보텍스의 발생원인 194
11.5 수리모형실험 201
11.6 보텍스 방지 기구 208
11.7 실험절차서 214


제 12 장 수격현상 219
12.1 정의 219
12.2 관련 이론 221
12.3 수격현상의 완화방법 247
12.4 설계 예를 통한 설계인자 검토 252

제 13 장 사례를 통한 펌프 선정과 유지보수 259
13.1 펌프선정시 고려해야 할 사항 259
13.2 관성에너지 262
13.3 복잡한 시스템에 대한 펌프선정 265
13.4 다운 힐 펌핑 시스템 270
13.5 펌프 성능 저하의 문제 해결 273
13.6 진동 278

※ 찾아보기 285

작가정보

저자(글) 노형운 저자

지은이 노형운 [e-mail]숭실대학교 기계공학과에서 학사 및 석·박사 학위를 취득했으며, 조선대학교에서 BK21 계약교수, 시립인천전문대학에서 겸임교수를 역임했다. 2003년부터 (주)아이베이에서 대표이사로 약 20년째 재직 중이고, 2010년부터 숭실대학교 기계공학부에서 시간강사 및 겸임교수로 재직 중이다.25여 년 동안 한국수자원공사, 한국수력원자력, 농어촌공사와 같은 공사부터 소기업의 유체공학 및 유체기계 관련 개념설계, 기본설계, 실험, 제작 및 생산 등 수많은 자문을 진행 및 해결했다.또한, 생체유체역학 전공을 기초로 세브란스 병원과 삼성서울병원 및 여러 병원의 임상의와 함께 의료 관련 연구 및 의료기기를 생산했다. (사)한국유체기계학회 펌프분과의 총무직을 수년 역임했고, 현재 (사)순환기의공학회에서 사업이사를 맡고 있다.[저서]『문제 해결력을 키우는 유체역학』(한빛아카데미(주), 2023)[공저]『공학도를 위한 유체공학실험(2판)』(지오북스, 2022)『수차의 이론과 실제』(동명사, 2014)『실무 유압공학』(삼성북스, 2009)