수력발전

전기기사 필기 2009년 3회 30번

Q문제

다음 중 수차의 캐비테이션의 방지책으로 옳지 않은 것은?

유사 문제 링크

선택지 분석

과부하 운전을 가능한 한 피한다.

과부하 운전 시에는 유속이 급격히 증가하고 압력이 저하되어 캐비테이션이 발생하기 쉬우므로 이를 피하는 것은 올바른 방지책입니다.

흡출수두를 증대시킨다.

흡출수두를 증대시키면 러너 출구의 압력이 더욱 낮아져 캐비테이션 발생을 촉진하므로 이는 잘못된 방지책입니다.

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Step 1: 캐비테이션(공동현상)은 수차 내부의 압력이 해당 온도의 포화증기압보다 낮아질 때 기포가 발생하는 현상입니다.

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Step 2: 흡출수두(Draft Head)는 수차 러너 출구에서 방수면까지의 높이를 의미하며, 이 높이가 높을수록 러너 출구의 진공도가 높아져 압력은 낮아집니다.

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Step 3: 따라서 캐비테이션을 방지하기 위해서는 흡출수두를 일정 한도 이하로 작게 유지하여 압력 저하를 막아야 합니다.

수차의 비속도를 너무 크게 잡지 않는다.

비속도가 너무 높으면 날개 뒷면의 압력이 현저히 저하되어 캐비테이션이 발생하기 쉬우므로 비속도를 적절히 제한해야 합니다.

침식에 강한 금속재료로 러너를 제작한다.

스테인리스강과 같이 침식에 강한 재료를 사용하면 캐비테이션으로 인한 기계적 손상을 줄일 수 있는 유효한 대책입니다.

캐비테이션이 발생하면 수차에 어떤 영향이 있나요?

수차의 효율과 출력이 급격히 저하되며, 심한 진동과 소음이 발생하고 러너 날개가 침식되어 수명이 단축됩니다.

흡출수두와 캐비테이션은 어떤 관계가 있나요?

흡출수두가 클수록 러너 출구의 압력이 낮아져 기포가 발생하기 쉬운 환경이 되므로, 방지를 위해서는 흡출수두를 낮추어야 합니다.

비속도를 제한하는 것이 왜 방지책이 되나요?

비속도가 높다는 것은 회전수가 빠르다는 것을 의미하며, 이는 날개 주변의 압력 변화를 심화시켜 캐비테이션 발생 확률을 높이기 때문입니다.