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“점성유체나 슬러리를 일반 펌프로 이송하면 문제가 생기는 이유는?”
화학 공정에서 사용하는 유체는 단순한 물만 있는 게 아닙니다. 입자가 포함된 슬러리, 민감한 에멀젼, 점성이 높은 고분자 물질 등 다양한 성질의 유체를 다루게 되죠. 그런데 이런 유체를 아무 펌프에나 사용하면 어떻게 될까요?
에멀젼은 유화가 깨지고, 슬러리는 펌프가 마모되며, 점성 유체는 흡입이 어려워 작동이 멈출 수도 있습니다. 그래서 유체 특성에 맞는 펌프 구조를 선택하는 것이 아주 중요합니다.
이번 글에서는 화공 공정에서 자주 접하는 3가지 특수 유체, 즉 에멀젼·슬러리·고점도 유체에 적합한 펌프 구조를 쉽고 명확하게 비교해드릴게요.
유체별 펌프 구조 비교: 어떤 펌프가 왜 적합할까?
각각의 유체는 고유의 문제점을 가지고 있고, 이에 따라 구조가 다른 펌프를 선택해야 합니다.
아래에서 유체별로 정리해보겠습니다.
1. 에멀젼(Emulsion)
- 유체 특징: 액상과 액상의 혼합체로 shear(전단력)에 매우 민감
- 문제점: 펌프 내 회전력이나 충격이 유화 상태를 파괴
- 추천 펌프:
- ✅ 로브 펌프: 저속, 저전단 구조로 유화 손상 최소화
- ✅ 다이아프램 펌프: 맥동 이송이나 전단력은 낮음
- 비추천: 고속 원심펌프 (유화 손상 우려)
2. 슬러리(Slurry)
- 유체 특징: 액체 + 고체 입자가 섞인 형태
- 문제점: 마모 유발, 침전 발생, 임펠러 손상
- 추천 펌프:
- ✅ 슬러리용 원심펌프: 내마모 재질 임펠러 사용
- ✅ 스크류 펌프: 연속 이송, 낮은 회전수로 마모 최소화
- 설계 팁: 저속 운전 + 내마모 라이닝 필수
3. 고점도 유체 (Viscous Fluid)
- 유체 특징: 유동 저항이 크고, 동력 소모가 큼
- 문제점: 흡입 불량, 캐비테이션, 유량 저하
- 추천 펌프:
- ✅ 기어 펌프: 정량 이송, 컴팩트한 구조
- ✅ 스크류 펌프: 점도 변화에 강함
- ✅ 피스톤 펌프: 매우 고점도 대응 가능
- 운전 팁: 프리히터(가열) 사용 시 효율 향상
유체별 펌프 구조 요약표
| 유체 종류 | 주요 문제점 | 추천 펌프 구조 | 비고 |
|---|---|---|---|
| 에멀젼 | Shear에 의한 유화 파괴 | 로브 펌프, 다이아프램 펌프 | 저속 운전, 저전단 구조 |
| 슬러리 | 입자 마모, 침전 | 슬러리용 원심펌프, 스크류 펌프 | 내마모 소재 사용 |
| 고점도 유체 | 흡입 어려움, 캐비테이션 | 기어 펌프, 스크류 펌프, 피스톤 펌프 | 프리히팅 고려 |
결론: 펌프 선택, 유체 성질만 봐선 안 됩니다
오늘 살펴본 것처럼 유체 성질에 따라 적합한 펌프 구조는 달라집니다. 하지만 더 중요한 건 공정 조건까지 함께 고려하는 것인데요. 유량, 운전 온도, 배관 길이, 설치 공간, 정밀도까지 다양한 요소를 종합해야 최적 펌프를 선택할 수 있습니다.
Tip: 샘플 유체를 실제 펌프로 테스트하는 '파일럿 운전'도 좋은 전략입니다.
주의할 점: 단순히 펌프 성능곡선만 보고 결정하지 마세요. 성능은 실제 조건과 차이가 있을 수 있습니다.