비교회전수와 임펠러 형상과의 관계

 

오늘은 펌프나 송풍기 설계에서 꼭 등장하는 핵심 개념인
비교회전수(Specific Speed)와 임펠러 형상 간의 관계에 대해 정리해보겠습니다.

 

이 개념은 단순한 공식 외우기가 아니라,
임펠러의 외형이 왜 그렇게 생겼는지를 설명해주는 수학적 언어라고 볼 수 있습니다.

 

 

 

 

 

 

 

비교회전수란?

비교회전수(Specific Speed, Ns)는 펌프 또는 팬이 단위 양정(또는 압력)에서 낼 수 있는 유량을 기준 회전수로 환산한 값입니다.

 

즉, 양정·풍압은 동일하다고 가정하고, 누가 더 많은 유량을 낼 수 있는지를
속도(회전수)로 환산해 비교하는 지표입니다.

 

송풍기 기준으로 보면 다음과 같이 표현됩니다.

  Ns = n × √Q / H^(3/4)

 

여기서 각 문자별 의미는 다음과 같습니다.

• Ns : 비교회전수
• n : 회전수 (rpm)
• Q : 유량 (m³/s)
• H : 전압력 또는 정압 (m)

※ 단위는 비단위화된 값이며, 비교용 수치로 사용됩니다.

 

좀 더 쉽게 이해할 수 있도록 비유해보자면

비교회전수는 마치 운동선수가 1km를 달릴 때, 누가 가장 많은 산소를 소비하느냐를 보는 지표와 비슷합니다.
즉, 같은 조건에서 누가 더 많은 ‘양’을 처리할 수 있는가를 측정하는 것이고,
이 숫자가 커질수록 ‘빠르게 많이 처리하는’ 성능을 지닌 임펠러라는 의미입니다.

 

 

 

 

 

 

비교회전수와 임펠러 형상의 관계

비교회전수가 다르면 임펠러의 생김새가 완전히 달라집니다.
임펠러의 ‘깊이’, ‘곡률’, ‘반지름’ 등이 이 값을 기준으로 결정됩니다.

비교회전수 범위	임펠러 형태	특징
10 ~ 60	원심형 (Radial)	깊고 좁은 형상, 고양정 저유량, 주로 냉수펌프·보일러 순환
60 ~ 160	혼류형 (Mixed-flow)	경사날개형, 중양정 중유량, 배수펌프, 냉각탑용
160 ~ 500 이상	축류형 (Axial-flow)	프로펠러형, 저양정 고유량, 대형 환기팬, 수문 방류 등

 

 

→ 비교회전수가 커질수록 더 많은 유량을 낮은 압력으로 처리할 수 있게 되며,
 임펠러는 넓고 납작한 형태로 바뀝니다.

 

 

 

 

 

응용 정리

• 원심형 임펠러는 높은 압력이 필요한 곳
• 축류형 임펠러는 많은 유량이 필요한 곳
• 혼류형 임펠러는 그 중간 성격

설계자는 운전점(Q, H)과 회전수를 기준으로 Ns를 계산하고,
그에 맞는 임펠러 형상 타입을 선택하게 됩니다.

 

또한 비교회전수는 팬이나 펌프의 형상만이 아니라 효율에도 영향을 미치며,
차압·소음·진동 특성까지 좌우하게 됩니다.

 

 

 

 

 

마무리

 

정리해보자면 비교회전수는
펌프나 팬이 어느 정도의 유량과 압력을 처리할 수 있는지를 수치로 보여주는 설계 지표이며,
이 수치가 높을수록 임펠러는 축류형(날개형)에 가까워지고,
낮을수록 원심형(깊은 날개) 구조로 형성됩니다.

 

즉, 비교회전수는 임펠러의 성능뿐 아니라 형상과 적용 분야까지 결정짓는 핵심 숫자이며,
펌프나 팬 설계의 시작점이 되는 매개변수입니다.

 

 

 

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