비속도 (Specific Speed)
한 줄 정의: 회전수·유량·양정을 묶어 유체기계의 형식을 구분하는 무차원 지표입니다.
쉽게 풀면
펌프나 수차의 크기가 달라도 같은 형식이면 성능 경향이 비슷합니다. 비속도는 회전수와 유량을 곱하고 양정의 3/4승으로 나눈 값으로, 크기와 무관하게 '어떤 형식의 기계인가'를 나타냅니다. 값이 작으면 고양정·소유량의 원심형, 크면 저양정·대유량의 축류형에 해당합니다.
왜 중요한가
설계 초기에 요구 유량과 양정만으로 임펠러 형식을 고르고, 기대할 수 있는 최고 효율 범위를 가늠할 수 있어 유체기계 설계의 출발점 역할을 합니다. 수차 선정(펠턴·프란시스·카플란)도 같은 지표로 이루어집니다.
논문에서는 이렇게 쓰입니다
"산정된 비속도가 축류형 영역에 속하여 프로펠러형 임펠러를 선정하였다."
요구 조건이 어떤 형식의 기계에 맞는지 판단했다는 뜻입니다.
조금 더 깊게 보면
비속도는 원래 무차원량이지만 실무에서는 단위계를 포함한 값으로 쓰는 경우가 많아 같은 기계라도 문헌에 따라 수치가 크게 다릅니다. 다단 펌프에서는 단당 양정을, 양흡입 펌프에서는 절반 유량을 넣어 계산하는 것이 관례입니다. 최고효율점의 유량과 양정을 기준으로 계산해야 의미가 있습니다. 흡입 성능을 다루기 위해 유효흡입수두를 양정 대신 넣은 흡입비속도를 따로 정의해 캐비테이션 한계를 판단합니다.
주의할 점
비속도는 회전 속도의 단위가 아니라 형식을 나타내는 지표이므로 이름 때문에 오해하기 쉽습니다. 논문 수치를 비교할 때는 반드시 단위계와 정의식을 확인해야 하며, 펌프 상사법칙과 같은 상사 이론에서 유도되지만 목적이 다릅니다.