В чем измеряется подача насоса
Перейти к содержимому

В чем измеряется подача насоса

  • автор:

ДАВЛЕНИЕ ИЛИ НАПОР, В ЧЕМ РАЗНИЦА?

ДАВЛЕНИЕ ИЛИ НАПОР, В ЧЕМ РАЗНИЦА?

Выбор насоса зависит от следующих основных параметров:

– Характеристики жидкости (ρ, γ, T….)

Иногда при выборе насоса напор можно спутать с давлением. На самом деле между ними существует строгая зависимость, определяемая удельным весом жидкости. Так в чем же разница между давлением и напором?

Определение напора и давления

Напор — это высота столба жидкости, подаваемая насосом, измеряется в метрах водяного столба [м.в.ст] или просто указывается в метрах [м]. Данный напор не зависит от жидкости: различные жидкости с разным удельным весом поднимаются на одинаковую высоту.

Давление зависит от типа жидкости и ее плотности. Так что один и тот же напор создает разное давление.

Измерения: давление или напор?

Напор напрямую не измеряется. Манометры на линии всасывания и нагнетания измеряют давление. Измерения, полученные с помощью манометров, показывают перепад давления, создаваемый насосом между всасыванием и нагнетанием. Эти измерения читаются в [барах] [атм] [фунтах на кв. дюйм] [футах водяного столба] и т. д. Для оценки соответствующего напора необходимо учитывать удельный вес γ.

Пересчет и практический пример

Как указывалось ранее, один и тот же насос в одной и той же рабочей точке будет всегда давать один и тот же напор при разном давлении в соответствии с плотностью γ рабочей жидкости.

Например, центробежный насос с магнитным приводом НТМ 10, работающий в данной точке: Q= 7,5 м3/ч H = 10 мл с водой и концентрированной серной кислотой (H2SO4), дает один и тот же напор (H=10 м) на воде (γ= 1 кг/дм3) и серной кислоте (γ = 1,8 кг/дм3), а измерения перепада давления между всасыванием и нагнетанием составят:

image001 (15).png

Математическая связь представлена в следующем уравнении:

image002 (2).png

– Предыдущие соотношения действительны для жидкостей с низкой вязкостью (водный эквивалент), наряду с увеличением вязкости производительность насоса должна быть снижена в соответствии с правилами снижения номинальных характеристик насоса.

– При фиксированной частоте вращения центробежный насос создает напор, связанный с расходом, согласно его характеристической кривой.

В чем измеряется подача насоса

mv2.png/v1/fill/w_600,h_351,al_c,q_85,usm_0.66_1.00_0.01,enc_auto/%D0%A5%D0%B0%D1%80-%D0%BA%D0%B8_%D0%BD%D0%B0%D1%81%D0%BE%D1%81%D0%B0.png» alt=»Хар-ки_насоса.png» width=»600″ height=»351″ />

Напорная (Q-H) характеристика

Характеристика QH показывает, как зависит напор насоса от расхода насоса или как изменится напор при изменении расхода насоса.

Часто вызывает удивление тот факт, что подача насоса и напор насоса могут быть связаны. Тем не менее, каждый насос имеет свою характеристику, и соотношение подачи и напора для разных насосов различно.

Давайте рассмотрим простой способ описания напорной характеристики насоса:

если к напорной линии насоса подключить шланг и поднять его высоко над насосом [положение HI], то из его конца будет капать очень небольшой поток [Q1 ]. Положение h0 имеет специальный термин: оно называется «напор на закрытую задвижку» или «напор при нулевом расходе». Если теперь шланг немного опустить в положение HI, из трубы выйдет больше жидкости [Q2]. Затем этот процесс можно повторить на нескольких напорах [Hx] и измерить соответствующие им расходы [Qx]. [. ]

mv2.png/v1/fill/w_92,h_103,al_c,q_85,usm_0.66_1.00_0.01,blur_2,enc_auto/%D0%A5%D0%B0%D1%80-%D0%BA%D0%B0-%D0%BF%D0%BE%D1%82%D0%BE%D0%BA.png» alt=»Хар-ка-поток.png» width=»370″ height=»410″ />

Полученная таким образом характеристика называется напорной характеристикой центробежного насоса.

Насос может работать в любой точке лежащей на характеристике насоса.
Разные значения напора соответствуют разным расходам. Как правило, при увеличении напора уменьшается расход и наоборот, при увеличении расхода снижается напор.

Насос может работать в любой точке своей характеристики QH.

Но некоторые пользователи насосов считают, что насос может обеспечить параметры, указанные на табличке насоса, не больше и не меньше. Т.е написано 630 м3/ч то насос всегда качает 630 м3/ч.

Данные на заводской табличке насоса относятся только к одной рабочей точке. Как правило, это точка максимального КПД.

mv2.png/v1/fill/w_60,h_38,al_c,q_85,usm_0.66_1.00_0.01,blur_2,enc_auto/%D0%9D%D0%B0%D0%BF%D0%BE%D1%80_%D1%85%D0%B0%D1%80-%D0%BA%D0%B0.png» alt=»Напор_хар-ка.png» width=»600″ height=»383″ />

От чего зависит напор насоса?

Чем больше диаметр рабочего колеса, тем выше скорость жидкости на выходе из рабочего колеса, тем выше напор насоса.

mv2.png/v1/fill/w_79,h_30,al_c,q_85,usm_0.66_1.00_0.01,blur_2,enc_auto/Headvsdiameter.png» alt=»Headvsdiameter.png» width=»786″ height=»303″ />

От чего зависит подача насоса?

Чем шире канал рабочего колеса, тем больше жидкости проходит через рабочее колесо и больше подача насоса.

mv2.png/v1/fill/w_74,h_31,al_c,q_85,usm_0.66_1.00_0.01,blur_2,enc_auto/Flowvsinlet_r.png» alt=»Flowvsinlet_r.png» width=»737″ height=»308″ />

Насос может работать в любой точке кривой от нулевого расхода до максимального.
Но производители насосов ограничивают минимальный и максимальный расход. Почему?
Рабочий диапазон насоса

mv2.jpg/v1/fill/w_115,h_56,al_c,q_80,usm_0.66_1.00_0.01,blur_2,enc_auto/%D0%92%D0%B8%D0%B1%D1%80%D0%B0%D1%86%D0%B8%D1%8F_%D1%83%D1%80%D0%BE%D0%B2%D0%BD%D0%B8.jpg» alt=»Вибрация_уровни.jpg» width=»729″ height=»312″ />

1 — допустимый рабочий диапазон подачи
2 — предпочтительный рабочий диапазон
3 — максимальный уровень вибрации для допустимого рабочего диапазона
4 — максимальный уровень вибрации в предпочтительном рабочем диапазоне
5 — Q bep Расход, соответствующий точке максимального КПД
6 — кривая зависимости средней вибрации от расхода, показывающая максимально допустимую вибрацию
7 — QH характеристика насоса
8 — точка максимальной эффективности, Напор и Подача

Допустимый рабочий диапазон насосов должен составлять от 70% до 120% от оптимальной подачи т.е. точки максимального КПД.
Некоторые стандарты, например, API 610 «Центробежные насосы для нефтяной, нефтехимической и газовой промышленности" определяют предпочтительный рабочий диапазон, который составляет от 80% до 110% от оптимального расхода.

Для насосов для общепромышленного применения для надежной и эффективной и надежной работы насоса рекомендуется эксплуатировать насос в диапазоне от 50% до 120% от Qном.
Причина установления рабочего диапазона в данных пределах определяется физическими процессами, которые происходят в насосе.

Эксплуатация в этой зоне обеспечивает наивысший КПД и наиболее надежную работу с наименьшими нагрузками на подшипники, турбулентностью потока и минимальной вибрацией.

mv2.png/v1/fill/w_60,h_37,al_c,q_85,usm_0.66_1.00_0.01,blur_2,enc_auto/%D0%A0%D0%B0%D0%B1%D0%BE%D1%87%D0%B8%D0%B9%20%D0%B4%D0%B8%D0%B0%D0%BF%D0%B0%D0%B7%D0%BE%D0%BD.png» alt=»Рабочий диапазон.png» width=»600″ height=»366″ />

Почему уровень вибрации повышается, когда рабочая точка выходит за пределы допустимого рабочего диапазона?

Вибрация в насосе вызвана тем, что характер потока нестабилен, образуются вихри и неравномерное распределение давления. В точке максимального КПД жидкость в насосе течет без турбулентности и пульсаций давления. При выходе за пределы рабочего диапазона неравномерность потока жидкости нарушается все больше и больше, что приводит к падению КПД и вибрации.

mv2.png/v1/fill/w_113,h_91,al_c,q_85,usm_0.66_1.00_0.01,blur_2,enc_auto/%D0%9F%D0%BE%D1%82%D0%BE%D0%BA%20%D0%B2%20%D0%BA%D0%BE%D0%BB%D0%B5%D1%81%D0%B5.png» alt=»Поток в колесе.png» width=»451″ height=»368″ />

В корпус насоса могут быть установлены рабочие колеса разного диаметра.

В зависимости от диаметра напор насоса также меняются и характеристики Q-H.

mv2.png/v1/fill/w_123,h_62,al_c,q_85,usm_0.66_1.00_0.01,blur_2,enc_auto/%D0%94630-90_%D1%85%D0%B0%D1%80-%D0%BA%D0%B0.png» alt=»Д630-90_хар-ка.png» width=»491″ height=»271″ />

В Каталоге производителя в начале вы можете увидеть поле характеристик всего стандартного типоразмерного ряда насосов, которое состоит из полей отдельных насосов.

Каждое поле ограничено левой и правой границами допустимого рабочего диапазона и максимальным и минимальным диаметрами рабочего колеса.

mv2.png/v1/fill/w_78,h_40,al_c,q_85,usm_0.66_1.00_0.01,blur_2,enc_auto/%D0%9E%D0%B1%D0%BB%D0%B0%D1%81%D1%82%D1%8C_%D0%9F%D0%9E%D0%BB%D0%B5.png» alt=»Область_ПОле.png» width=»865″ height=»404″ />

Мощностная характеристика насоса

Характеристика мощности (Q-Р2) показывает, как мощность, потребляемая насосом, изменяется в зависимости от расхода. Как и в случае с напорной характеристикой, силовая характеристика строится для определённой частоты вращения.

Мощность на валу, как следует из названия, мощность, которая передается от двигателя через муфту на вал насоса. Как и кривая напора, эта кривая обычно строится для фиксированной рабочей скорости.
Обратите внимание, что мощность на валу — это не входная мощность двигателя, которую обычно можно измерить в полевых условиях, а выходная мощность двигателя на валу, которую обычно невозможно измерить.
Однако можно получить довольно точную оценку мощности на валу, если известен КПД двигателя при различных нагрузках.

mv2.png/v1/fill/w_116,h_66,al_c,q_85,usm_0.66_1.00_0.01,blur_2,enc_auto/Power_curve.png» alt=»Power_curve.png» width=»466″ height=»264″ />

mv2.png/v1/fill/w_88,h_64,al_c,q_85,usm_0.66_1.00_0.01,blur_2,enc_auto/Powervs%20Flow.png» alt=»Powervs Flow.png» width=»351″ height=»255″ />

Что необходимо для запомнить:

— это мощность на валу насоса, а не электрическая мощность потребляемая электродвигателем.

— электрическая мощность, потребляемая электродвигателем, зависит от мощности насоса. Мощности на валу насоса и электродвигателя одинаковы.

Некоторые пользователи считают, что электродвигатель потребляет номинальную мощность, указанную на заводской табличке.

mv2.png/v1/fill/w_99,h_56,al_c,q_85,usm_0.66_1.00_0.01,blur_2,enc_auto/%D0%9D%D0%B0%D1%81%D0%BE%D1%81_%D0%BC%D0%BE%D1%89%D0%BD%D0%BE%D1%81%D1%82%D1%8C.png» alt=»Насос_мощность.png» width=»394″ height=»234″ />

В большинстве случаев мощность насоса увеличивается при увеличении расхода. Для перекачивания большего количества жидкости требуется больше мощности. Но это не всегда справедливо. Бывают случаи, когда мощностная характеристика может при достижении определенного значения при дальнейшем увеличении подачи снижаться.
Обратите внимание, что минимальная мощность насоса указана при нулевом расходе. Поэтому центробежный насос запускается либо при полностью закрытой, либо приоткрытой задвижке на линии нагнетания.

Форма силовой характеристики также может иметь пологий вид. Такой вид характеристики характерен для насосов с большим расходом и малым напором. Например осевые или полуосевые насосы.

Форма мощностной характеристики

В этом случае выбор мощности электродвигателя должен быть более тщательным.
Существует риск перегрузки двигателя.
Q=320 м3/ч H=80 m, n=1450 об/мин.
nы=42

Невозрастающая характеристика
Нет риска перегрузки двигателя

БЭП: Q=1250 м3/ч H=25 m, n=1450 об/мин.
ns=197

mv2.png/v1/fill/w_60,h_46,al_c,q_85,usm_0.66_1.00_0.01,blur_2,enc_auto/Power_rising.png» alt=»Power_rising.png» width=»600″ height=»459″ />

Крутизна характеристик играет важную роль при выборе насосов, выбора способов управления насосами, влиянии на параметры насоса после износа. Крутизна характеристик QH и Р2 связаны.

Посмотрите на картинку ниже.

1. QH имеет меньшую крутизну (плоскую) Р2 имеет восходящую форму.

2.QH имеет большую крутизну Р2 не имеет восходящей формы.

mv2.png/v1/fill/w_86,h_48,al_c,q_85,usm_0.66_1.00_0.01,blur_2,enc_auto/QH_power_steepness.png» alt=»QH_power_steepness.png» width=»863″ height=»477″ />

Характеристика КПД насоса

КПД насоса, как и любого другого механизма, представляет собой отношение полезной мощности к потребляемой мощности.

mv2.png/v1/fill/w_70,h_47,al_c,q_85,usm_0.66_1.00_0.01,blur_2,enc_auto/%D0%9A%D0%9F%D0%94_%D1%81%D1%85%D0%B5%D0%BC%D0%B0.png» alt=»КПД_схема.png» width=»278″ height=»202″ />

P hydr

mv2.png/v1/fill/w_65,h_22,al_c,q_85,usm_0.66_1.00_0.01,blur_2,enc_auto/%D0%9A%D0%9F%D0%94%20%D1%84%D0%BE%D1%80%D0%BC%D1%83%D0%BB%D0%B0.png» alt=»КПД формула.png» width=»277″ height=»86″ />

Производители насосов при испытаниях насосов вычисляют КПД насоса при различных значениях подачи Точка с максимальным КПД так и называется — Точка максимального КПД или по английски BEP (Best Efficiency Point) . BEP должен быть указан на всех кривых центробежного насоса. При BEP наименьшее количество жидкости перетекает обратно в зону низкого давления (или всасывания).

mv2.png/v1/fill/w_63,h_38,al_c,q_85,usm_0.66_1.00_0.01,blur_2,enc_auto/%D0%9A%D0%9F%D0%94%20%D0%BC%D0%B0%D0%BA%D1%81.png» alt=»КПД макс.png» width=»680″ height=»384″ />

BEP — точка максимального КПД насоса. Точка на кривой Q-H, при которой насос имеет наивысший КПД.

Форма характеристики КПД насоса

Форма кривой КПД также может значительно различаться от насоса к насосу. Как показано на рисунке, она может иметь ярко выраженный пик в точке максимальной эффективности, а затем резко снижаться при увеличении или уменьшении подачи. И наоборот, характеристика может иметь растянутую область высокой эффективности без ярко выраженного пика. С учетом того, что насос практически никогда не работает в одну точку, точно подобрать насос под требования системы очень сложно. Поэтому с точки зрения эксплуатации более предпочтительным выглядит вариант с характеристикой, имеющей широкий диапазон высокого КПД.

mv2.png/v1/fill/w_59,h_32,al_c,q_85,usm_0.66_1.00_0.01,blur_2,enc_auto/%D0%9A%D0%9F%D0%94_2%20%D0%BD%D0%B0%D1%81%D0%BE%D1%81%D0%B0.png» alt=»КПД_2 насоса.png» width=»600″ height=»324″ />

Эффективность насосов в каталогах

mv2.png/v1/fill/w_72,h_44,al_c,q_85,usm_0.66_1.00_0.01,blur_2,enc_auto/%D0%9A%D0%9F%D0%94_%D1%80%D0%B0%D0%B2%D0%BD%D1%8B%D0%B5.png» alt=»КПД_равные.png» width=»721″ height=»439″ />

В каталогах характеристики КПД могут быть представлены либо в виде отдельной кривой, либо в виде линий равного КПД, нанесенных на характеристику QH. Точка максимального КПД всего одна, так что концентрироваться на ней особого смысла нет. В этом режиме насос почти не работает.
Такое представление удобно с точки зрения анализа КПД в зависимости от диаметра рабочего колеса. С уменьшением диаметра КПД насоса несколько снижается. Это снижение в большей степени компенсируется тем, что при уменьшенном диаметре рабочего колеса характеристики насоса соответствуют требованиям системы и насос работает в режиме, наиболее близком к оптимальному.

Особые точки на кривой.

Давайте подробнее рассмотрим характеристики, которые приведены в каталогах производителей. На что обратить внимание при выборе насосов. На рисунке представлена типовая Q-H характеристика насоса из каталога одного из производителей.
Характеристики насоса даны для конкретной частоты вращения. Фактическая скорость насоса на объекте будет
отличается от представленного в каталоге. Поэтому при проведении испытаний на объекте необходимо привести характеристики к реальной частоте, которая была измерена на объекте или на испытательном стенде.
Например, эта характеристика дана при частоте 1450 об/мин.
Характеристики в каталогах даны на воде при нормальных условиях.
Если насос перекачивает жидкости с другими физическими свойствами, вязкостью, плотностью, то необходимо настроить характеристики. Рассмотрим более подробно влияние свойств жидкости на характеристики насоса отдельно. Например, высокая вязкость жидкости увеличивает потребляемую мощность, что необходимо учитывать при выборе мощности электродвигателя.

Есть несколько точек и областей характеристик, которые следует учитывать при выборе насоса.
1. Точка максимального КПД и соответствующий расход насоса.
2. Правая и левая границы рабочего диапазона. Это область, в которой насос может работать. нужно обратить
внимание на другие характеристики насоса в крайних точках рабочего диапазона. Например, какой будет мощность на правом пределе, как правило, это максимальная мощность на валу насоса, которая необходима для подбора мощности электродвигателя.
Для выбора электродвигателя требуется мощность при нулевом расходе насоса.

3. Напор насоса на закрытую задвижку или напор насоса при нулевой подаче. Это значение необходимо для определения максимального давления в гидросистеме и, соответственно, исходя из этого давления выбираются трубопроводы и арматура, но необходимо помнить, что при определении максимального давления в системе необходимо учитывать давление на входе в насос. Максимальное давление определяется как сумма давления на входе в насос и давления соответствующего максимального напора насоса.

mv2.png/v1/fill/w_79,h_49,al_c,q_85,usm_0.66_1.00_0.01,blur_2,enc_auto/%D0%9E%D1%81%D0%BE%D0%B1%D1%8B%D0%B5%20%D1%82%D0%BE%D1%87%D0%BA%D0%B8.png» alt=»Особые точки.png» width=»791″ height=»506″ />

mv2.png/v1/fill/w_60,h_32,al_c,q_85,usm_0.66_1.00_0.01,blur_2,enc_auto/Q-H_curve.png» alt=»Q-H_curve.png» width=»600″ height=»324″ />

Пример характеристики насоса, представленной в каталоге производителя насосов.

Characteristics of pumps

Давление насоса или напор насоса — разница между давлением или напором на выходе и входе в насос .

Иногда пользователи забывают о давлении на входе и учитывают только давление на выходе из насоса.

Характеристика кавитационного запаса или NPSH.
Более подробную информацию ищите на странице Кавитация

Q-NPSH характеристика показывает, как NPSH зависит от производительности насоса.

NPSH (чистый положительный напор на всасывании) — это параметр, характеризующий всасывающую способность насоса.

Напор насоса – что это такое и как определяется, расчет напора погружного, циркуляционного и поверхностного насоса, влияние монтажа

Напор насоса – что это такое и как определяется, расчет напора погружного, циркуляционного и поверхностного насоса, влияние монтажа

Для эффективного водоснабжения дома применяется насосное оборудование. Однако, чтобы система работала без аварий и не пережигала электроэнергию, необходимо правильно рассчитать напор насоса. Разберем, что собой представляет данная характеристика, как определяется, в чем измеряется, как выполнить самый простой ее расчет, каковы правила расчета для погружного, центробежного и поверхностного насоса, а также какие нюансы нужно учесть при монтаже системы водоснабжения.

Напор насоса – что это такое и как определяется

На выбор насосного оборудования для конкретной сферы применения помимо производительности и мощности, влияние также оказывает величина напора. Данная характеристика определяется, как сила давления, которую оказывают рабочие элементы двигателя, необходимая для продвижения воды на заданное расстояние.

В техническом паспорте величина обозначается в метрах и указывает, на какую высоту прибор способен поднять воду в рамках заданной производительности в идеальных условиях. На практике его значение всегда меньше, чем в теории, так как существует множество препятствующих факторов – изгибы, переходы и повороты водопровода, диаметр труб, сопротивление материала трубопровода и проч.

При этом данную характеристику нельзя путать с расходом или производительностью. Так, если напор насоса отображается в метрах, то эта величина в литрах в минуту или м³ в час. То есть она показывает, какое количество жидкости способно оборудование перекачать за конкретный промежуток времени.

Выбор насосного оборудования по показателю напорной характеристики должен максимально точно соответствовать потребностям в конкретных условиях применения. Если же установку подобрать с запасом, то будет явный перерасход электроэнергии, так как затраты на более мощный мотор будут сильнее, чем требуется. Недостаток сил прибора, напротив, приведет к его постоянной работе на пределе, что будет способствовать быстрой выработке ресурса, скорому выходу его из строя, а также ухудшению качества эксплуатации водопроводом.

Существует несколько оснований того, почему напор измеряется в метрах:

  1. Исторический аспект. Со времен появления и развития насосных установок пришли к единой системе измерений, и установили повсеместно использовать данную величину.
  2. Практичность. Информация на модели сразу показывает, на какую высоту может подниматься вода в идеальных условиях. Это позволяет быстро подбирать прибор для конкретных условий.
  3. Удобство. Нет необходимости при выборе выполнять дополнительные расчеты – чтобы перевести величину напора насоса из МПа в метры и т. д.

Простой расчет

Для того чтобы правильно рассчитать напорную силу насосного оборудования в конкретных условиях применения, необходимо учесть следующий ряд факторов:

  • Разность вертикального и горизонтального напора.

В первую очередь нужно грамотно перевести значение вертикального напора в горизонтальный. Так как система водопровода имеет не только вертикальные, но и горизонтальные участки. При этом существует упрощенное правило, согласно которому каждому 1 метру по вертикали соответствует 10 метров по горизонтали.

Например, если в характеристиках модели указана величина в 30 м, это значит, что уровень высоты подъема составит 30 метров, что по горизонтальному участку будет соответствовать – 30*10 = 300 метрам. При этом в теххарактеристиках указываются данные при нулевой производительности.

Это означает, что вода по достижении указанной отметки будет буквально только капать на выходе из трубопровода. Чтобы задать комфортные условия, напор из крана должен составлять порядка 3 м. В приведенном примере величина должна составлять не 30 м, а 33 м.

  • Необходимое давление в приемнике.

Для каждого типа потребителя существуют свои установленные рекомендации рабочих параметров водопровода. Так, в бытовых условиях внутреннее давление должно варьироваться в рамках значений от 1,5 до 3 Бар, что соответствует величине напора 15-30 м.

  • Расчетный входной напор.

Определение напора насоса на входе в систему потребления осуществляется по следующей формуле:

Ррасч – рассчитываемое значение напора,

Ргео – высота, на которую поднимается вода от насоса до наивысшей точки приема,

Рпотр – величина напора, которую требуется создать в максимальной или наиболее высоко расположенной точке приема,

Рпот – суммарное значение потерь напора с учетом гидравлического сопротивления по всей длине системы.

Величина гидравлических потерь Рпот рассчитывается достаточно сложно. Необходимо учесть особенности всех элементов – трубопровода, инсталляционной аппаратуры, автоматики и проч. Поэтому используется упрощенный подход – предполагается, что на каждые 100 м горизонтального участка происходит падение напорной силы на 10 м или 1 Бар.

  • Потери напора.

Общие потери напорной силы в системе водоснабжения зависят от следующего ряда факторов:

  1. Материала труб.
  2. Геометрии водопровода – протяженности, диаметра, количества загибов и их углов, переходов, отводов и проч.
  3. Фильтров для воды, клапанов и прочего дополнительного оборудования.
  4. Состояния и качества системы.
  5. Показателя вязкости перекачиваемой среды.

На практике значения потери напора берутся из специальных таблиц.

Особенности расчета насосов разного типа

Для расчета напорной силы может применяться общая формула практически для всех типов применяемого в быту насосного оборудования. Однако для каждой разновидности существуют следующие индивидуальные нюансы:

  • Центробежный.

Напорная характеристика, также как и другие важные параметры центробежного насоса, напрямую зависят от числа оборотов рабочих лопастей. Теоретически величина напора Дт рассчитывается по следующей формуле:

О – окружная скорость,

С – скорость перемещения воды,

cos a – косинус угла (90 0 ) между движения воды на входе в лопасти и окружной скоростью,

g – ускорение свободного падения.

На практике напорная характеристика будет меньше, так как расчетное значение необходимо перемножить сначала на гидравлический КПД (0,8-0,95), а затем на поправочный коэффициент количества лопастей в рабочем колесе (0,6-0,8).

  • Погружной.

Чтобы определить напор погружного насоса применяется следующая формула:

Ртр – требуемое значение параметра напора,

Ргео – разница высот между наивысшей приемной точкой в доме и водозаборным патрубком насоса, погруженного в воде в скважине или колодце,

Рпотерь – суммарное значение всех потерь напорной характеристики в трубопроводе, определяемое по таблицам,

Рсвобод – дополнительная величина напора на свободный излив, необходимая для комфортного использования водопровода одновременно с нескольких потребителей (оптимальное значение для частного дома – 15-20 м).

  • Поверхностный.

Ввиду того, что поверхностный насос может находиться в 2-х различных положениях относительно источника, применяются две несколько отличные формулы.

В 1-ом случае насос находится ниже источника. Например, когда прибор расположен на 1-ом этаже или в цоколе, а резервуар с водой – на 2-ом этаже или чердаке. Требуемое значение напора Отр рассчитывается по следующей формуле:

Огео – расстояние по вертикале между насосом и наивысшей точкой забора в доме,

Опотерь – величина потерь напора, определяемая по таблице,

Освобод – добавочная величина на свободный излив,

Овысота бака – разница высот между баком с водой и насосом.

Во 2-ом случае насос находится выше источника, например, когда забор осуществляется из колодца или скважины.

Видео описание

Видео-пример расчета напора насоса для дома:

Для расчета используется аналогичная формула:

Однако в отличие от 1-го случая здесь вместо вычитания добавляется суммирование разницы (Овысота источника) высот между точкой забора шлангом в источнике и насосом находящемся на поверхности выше его.

Влияние монтажа на величину напора

При монтаже насоса нередко допускаются следующий ряд ошибок, прямо или косвенно влияющий на снижение величины напора:

  • Несоответствие диаметров всасывающего патрубка и водопровода. Зачастую при организации системы водоснабжения трубы подбираются так, что возникает существенная разница между величинами внутреннего диаметра водопровода и всасывающего патрубка насосной установки, что естественно не может негативно не сказаться на напоре и давлении воды в точках потребления.
  • Подключение напрямую к шлангу. Малопроизводительные модели допускается эксплуатировать в таком виде. Однако даже у средних бытовых аналогов существенно снизятся эксплуатационные показатели. Так как под действием давления эластичный материал просто сожмется. В результате подача либо сильно понизится, либо вообще прекратится.

Видео описание

Видео-инструкция по расчету напора насоса:

  • Избыточное количество поворотов и изгибов в траектории водопровода. Чем сложнее геометрия трубопровода, тем больше гидравлическое сопротивление и тем сильнее потери внутреннего давления. Поэтому чтобы напор насоса оставался максимальным по отношению к изначальной величине, траектория труб должна быть как можно более прямой.
  • Некачественная герметизация. Если начальная часть системы, в точке забора воды, будет недостаточно герметизирована, напорные характеристики оборудования существенно снизятся, при этом уровень рабочего шума возрастет.

Видео описание

Видео о том, почему падает напор в автономной системе водоснабжения:

Коротко о главном

Величина напора насоса измеряется в метрах, так как это привычно, удобно и практично, и определяет, на какую высоту может поднять воду по трубопроводу. Чтобы выполнить простой расчет напора, необходимо учесть следующий ряд факторов:

  • Разницу между вертикальным и горизонтальным участком водопровода.
  • Требуемое давление в точке приема.
  • Формулу расчета напора на входе в водопровод дома.
  • Факторы, определяющие потерю напора в трубопроводе.

В быту для организации водоснабжения частного дома применяют центробежный, поверхностный и погружной насос. У каждого из них есть свои нюансы расчета напорной характеристики. Неправильный монтаж трубопровода и оборудования также может привести к ухудшению напора.

Подача насоса

подача насоса

Одним из основных параметров является подача насоса ввиду того, что насос – это машина, в которой происходит преобразование механической энергии привода в гидравлическую энергию перекачиваемой жидкости, благодаря чему осуществляется её движение (поток).

Основная характеристика насоса — это зависимость подачи от расхода (производительности) насосного агрегата.

  • Подача и высота подачи насоса
  • Подача поршневых насосов.
  • Подача центробежных насосов
  • Области применения насосов по подаче.
  • Видео по теме

Подача и высота подачи насоса

Подача насоса представляет собой количество жидкости, подаваемой в единицу времени. В зависимости от характера установки количество подаваемой жидкости измеряется объёмом или весом.

Высота подачи насоса — это высота, на которую насос способен поднять воду по трубопроводу.

Объёмная подача = единица объёма / единица времени.

Размерности объёмной подачи: м 3 /ч, м 3 /сек, л/мин и т.п.

Весовая подача = единица веса / единица времени.

Размерности весовой подачи: т/ч, кГ/сек.

Весовая подача G связана с объемной подачей Q соотношением

G = уQ

  • у – удельный вес жидкости.

Номинальная подача насоса – это объем жидкости, подаваемый в определенный период времени. Обычно выражается в литрах в минуту или кубических метрах в час.

Подача поршневых насосов.

Все типы насосов, несмотря на их огромное разнообразие, делятся на 2 группы: насосы вытеснения и лопастные насосы.

Самым простым насосом вытеснения является поршневой насос, который представляет собой цилиндр с перемещающимся в нем поршнем. При перемещении поршня из правого крайнего положения в левое жидкость занимавшая внутренне пространство цилиндра, вытесняется в сторону нагнетания.

Подача поршневого насоса

При обратном движении поршня это пространство вновь заполняется заполняется жидкостью, поступающей со стороны всасывания.

Подача поршневого насоса выражается произведением вытесненного за один ход объема V на число рабочих ходов в единицу времени.

Объем V=f × S,

  • f – площадь поршня,
  • S – его ход

Высота подачи насоса — подача насоса

Q = f × Si /60

  • i – число ходов поршня
Подача центробежных насосов

Подача центробежных насосов

Подачу группы лопастных насосов можно посмотреть на примере центробежного насоса.

В отличие от насосов поршневого типа, центробежные насосы развивают и поддерживают постоянную подачу, что видно по расположенному рядом графику. Регулирование подачи и напора, развиваемых насосом осуществляется за счет установки запорной арматуры — кранов и вентилей.

Зависимость подачи Q от напора H называется напорно расходной характеристикой насоса. Если Вы обратите внимание на характеристику, то заметите, что она имеет изогнутый вид.

характеристика насоса

Работа центробежного насоса основана на совершении силового взаимодействия лопасти колеса с обтекающим её потоком. При вращении колеса в потоке жидкости возникает разность давлений по обе стороны каждой лопасти. Силы давления лопастей на поток создают вынужденное вращательное и поступательное движение жидкости, увеличивая её давление и скорость, т.е. механическую энергию. При постоянном числе оборотов каждому значению подачи лопастного насоса соответствует определенный напор.

Путем многочисленных опытов и испытаний насосов центробежного типа удалось придти к наиболее энергоэффективной рабочей точке насоса, расположенной на вершине характеристики. В рабочей точке насос имеет самый высокий КПД.

КПД насосов разных типов и размеров могут отличаться в очень широком диапазоне. Для насосов с мокрым ротором КПД равен от 5% до 54 % (высокоэффективные насосы); для насосов с сухим ротором КПД равен от 30 % до 80%. Если насос работает при закрытом клапане, создается высокое давление, но вода не перемещается, поэтому КПД насоса в этот момент равняется нулю.

То же самое справедливо при открытой трубе. Несмотря на большое количество перекачиваемой воды, давление не создается, а значит КПД равняется нулю.

Области применения насосов по подаче.

Области применения насосов

В насосах вытеснения величина напора принципиально не ограничена. Повышение же подачи может быть достигнуто лишь увеличением конструктивных размеров и числа рабочих ходов (числа оборотов).

В таких насосах вытеснения, как поршневые, вследствие цикличности движения тела вытеснения поток жидкости неустановившийся, и повышение скорости потока, а следовательно, и высота подачи насоса ограниченна инерционными явлениями за счет увеличения числа оборотов.

Отсюда вытекает область применения поршневых и плунжерных насосов – это высокие давления при относительно малых подачах.

Соединение поршневых и плунжерных насосов с наиболее распространенными типами двигателей – электродвигателями, требует применения кривошипного механизма. В роторных насосах вытеснения – шестеренчатых и винтовых насосах – этот недостаток устранен, и они могут соединятся с современными типами двигателей. Шестеренчатые насосы, как и поршневые применяются при относительно малых подачах и сравнительно больших напорах.

Лопастные насосы хороши в области невысоких напоров, поскольку вследствие вращения лопастного колеса с постоянным числом оборотов подача насоса будет значительно больше, чем в поршневом насосе.

Центробежные насосы при тех же значениях подачи получаются значительнее компактней, легче и дешевле. КПД лопастного насоса при умеренных напорах не уступает КПД насоса поршневого типа. Поэтому для средних и низких напоров и большой подачи(расхода) применяют исключительно лопастные насосы.

Видео по теме

Управление величиной подачи насоса осуществляется несколькими способами. Самый популярный — с помощью регулирующей арматуры. Открывая вентиль вы увеличиваете подачу, а закрывая его – уменьшаете.

Второй способ уменьшения/увеличения подачи – изменения частоты вращения насоса. Многие современные насосы способны работать в нескольких режимах – переключение между которыми осуществляется прямо на корпусе. Переключаясь между режимами и изменяя частоту вращения Вы изменяете и подачу.

Вместе со статьей «Подача насоса: расчет и подбор насоса по подаче.» смотрят:

Напор насоса это? Как определить напор погружного, поверхностного или циркуляционного насоса.

Напор насоса это? Как определить напор погружного, поверхностного или циркуляционного насоса.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *