Experimental Study of Energy-Saving Realized with the Improvement of Inner Roughness in Double-Entry Centrifugal Pump

In this study, we test the effects of the surface roughness on the hydro efficiency of double-suction centrifugal pumps ($Q=70.7m^3/min$, H = 87 m). The original surface of the impeller and inner casing were coated, resulting in surface-roughness reductions ranging from $100{\sim}110{\mu}m$ to $0{\sim}0.08{\mu}m$. We conducted experimental studies to measure the efficiency of the pumps and operating-pump electro energy variations with different surface roughness values. The experimental results showed that the efficiency of the pumps increased by about 0.8~1.79% and the electric energy of the operating pump was reduced by around 4.38 ~ 6.08%. These results indicate that the performance of the pumps depend largely on the surface roughness of the impeller and inner casing, and by reducing the surface roughness, we can improve the efficiency of the pump and reduce costs by reducing the electric energy consumption.

양흡입 원심펌프의 내부 표면 거칠기 개선에 따른 에너지 절감 실험 연구

본 연구에서는 유량 $70.7m^3/min$, 양정 87m의 양흡입 원심펌프의 수력 손실 절감을 위해 표면 마찰거칠기를 변화시킨 실험을 수행하였다. 초기 표면 거칠기를 $100{\sim}110{\mu}m$에서 $0{\sim}0.08{\mu}m$로 변경한 후 표면 거칠기 변화가 전체 펌프의 효율 증가 및 펌프 운전시 소요되는 전력 원단위 변화 측정을 수행하였다. 표면 마찰 거칠기 개선 부위는 물과 접하는 펌프 내부 임펠러와 케이싱 표면으로 하였고 코팅 방식을 적용하였다. 그 결과 펌프 효율은 약 0.8~1.79% 증가하였으며, 전력원단위는 4.38 ~ 6.04% 절감 효과를 가져 왔다. 이와 같은 결과는 임펠러 및 내부 케이싱의 표면 거칠기가 펌프의 성능에 작지 않은 영향을 미칠 뿐만 아니라 표면 거칠기 개선을 통해 마찰에 의한 수력 손실을 줄여서 펌프 성능 향상과 상당한 에너지의 절감 효과를 얻을 수 있음을 확인하였다.