Какое давление в системе создает погружной насос. Насосное оборудование и все, что с ним связано.

Подбор насоса по техническим параметрам

В этой статье Вы узнаете в целом как определить параметры необходимые в любом конкретном случае. Рассмотрим задачи с их решением. Вам не придется брать консультацию у продавцов тех или иных насосов. А если Вы начинающий профессионал по системам и , то данная статья будет служить хорошим путеводителем по насосам.

Это универсальная методика подбора насоса . Марок и типов насосов огромное количество, а параметров в десятки раз больше.

По моей методике подбора насоса, Вы узнаете:

- Основные параметры водяных насосов
- Расчет параметров водяного насоса

Какие бывают параметры насосов

Для систем водоснабжения и отопления необходимы основные два параметра:

Напор насоса – это сила давления, создаваемая лопастями или поршнем насоса, приложенная к тому, чтобы протолкнуть воду. Обычно указывается в метрах.

Расход насоса - Это количество проходящей жидкости в единицу времени. То есть это способность насоса качать какое-либо количество литров в минуту. Обычно указывается в литрах в час. Или универсальная единица: - это кубометр в час [м 3 /ч]

Так же немало важным является тип , о них поговорим позже, скажу лишь то, что существуют такие типы как: Циркуляционный насос, погружной насос, поршневой и роторные насосы и прочее. Это зависит от вида применения.

Что касается напора. Для примера рассмотрим рисунок:

На рисунке изображена емкость, в которой находится вода, и в нее помещен насос. Насос соединен с трубой определенной длины. Конец назовем точкой потребления воды.

Приведем пример или задачу: Длина трубы 20 метров в высоту от уровня воды до точки потребления. Какой нам нужен , чтобы вода достигла точки потребления?

Решение очень простое! Нам нужен напор 20 метров! Ровно высоте от уровня воды до точки потребления.

Обратите внимание! В задаче указано, что вода должна достигнуть точки потребления, а не литься из трубы фонтаном!

Если Вы хотите понять, как найти напор, чтобы на выходе в точке потребления вода выходила фонтаном. Решим следующую задачу:

Что касается расхода , то тут расчет идет по двум основным значениям:

Что касается расхода потребления воды, то тут примерно есть приблизительно готовый цифровой стандарт. Возьмем к примеру смеситель в ванной. Я опытным путем проверил, что для комфортного потока воды на выходе примерно равно: 0,25 литров в секунду. Эту величину и возьмем для стандарта по подбору диаметра для водного потока.

Но, если у нас один насос на всю систему водоснабжения. То необходимо рассчитать общий поток для всех точек потребления. Желательно найти средний показатель, когда возможно максимальное включение всех приборов потребления воды. Все расходы суммировать и найти некоторый примерный средний показатель расхода.

Предположим у нас имеется две ванны и кухня. И представим к примеру, что максимум всех потреблений равно две ванны и кухня, включая и горячий поток, находим: Максимум 6 точек потребления в один прием. Это значит, умножаем средний показатель 0,25 литров в секунду на 6 точек и получаем: 1,5 литра в секунду, это равно: 90 литров в минуту.

Вот примерно от такого расчета и подбираете необходимый расход насоса.

Важно соблюдать необходимый при определенных скоростях в трубопроводе. Об этом в статье: Выбор диаметра трубы для водоснабжения .

Также имейте в виду, что в редких случаях желательно , при движении воды в трубопроводе при определенных скоростях. Если это для кого-то принципиально, то включайте в расчет напора и потери напора при определенных скоростях воды в трубопроводе. Так как чем выше скорость движения воды в трубопроводе, тем сильнее вода сопротивляется движению в трубопроводе. Об этом в статье: Гидравлический расчет на потерю напора .

Посмотреть видео:

Что касается типов насосов.

Циркуляционный насос – насос предназначен для систем отопления, для постоянного непрерывного движения воды. Обычно такой насос не предназначен для большого напора, так как он предназначен не поднять воду на определенную высоту, а лишь циркулировать ее. Так что если ваш дом высокий и последняя цепь в системе равна по высоте больше 40 метров от самого насоса, то насос имеющий напор всего лишь 2 метра способен делать циркуляцию, но при условии, что в системе отопления отсутствует воздух, который способен помешать циркуляции. Но тут есть один нюанс! Необходимо учитывать при циркуляции, и уже потом подбирать, какой напор необходим для системы. Скажу, что напор здесь подбирается тоже элементарно. Необходимо знать скорости потока в системе, при котором необходимо проталкивать воду и высчитать потери напора. И напор насоса должен быть равен потери напора. О том, как считать скорости и в замкнутых системах отопления будет рассказано в других статьях.

Насосы для водоснабжения.

Если Вы желаете получать уведомления
о новых полезных статьях из раздела:
Сантехника, водоснабжение, отопление,
то оставте Ваше Имя и Email.


Комментарии (+) [ Читать / Добавить ]
















































Наряду с производительностью давление насоса является его важнейшей характеристикой. Разбираемся что она означает, а также раскрываем основные способы регулирования давления насосов...

Давление насоса (напор) - наряду с подачей насоса другая ключевая характеристика насоса. Показывает высоту, на которую агрегат способен поднять столб перекачиваемой жидкости. Это зависит от того, какую энергию каждая частичка жидкости приобретает, соприкасаясь с рабочим органом насоса. Диапазон этой характеристики колеблется от 2-3 метров для небольших насосов и до 1800 метров (примерно 180 атмосфер) для промышленных насосов.

Давление различных видов насосов

Давление зависит от вида насоса. Например, центробежные одноступенчатые насосы не способны поднимать воду на высоту более 100-110 метров даже при очень большой мощности электродвигателя. А вот вихревые насосы обеспечивают давление до 160 метров даже при небольшой мощности благодаря особой форме рабочего колеса. Каждая частичка воды соприкасается с таким колесом несколько раз и приобретает большую энергию. Обратная сторона такой «выгодны» - значительное ухудшение такой характеристики вихревого насоса, как его подача. Другим возможным решением улучшить напор насоса - применение нескольких последовательных центробежных колес в корпусе одного насоса. Такие агрегаты называют насосами повышения давления. Их КПД по сравнению с вихревыми достаточно высок. Очень высокие значение характеристики давления обеспечивают так называемые объемные насосы. К ним относятся, например, шестеренные или поршневые насосы.

Способы регулировать давление насосов

Давление насоса можно регулировать с помощью частотного преобразователя (давление уменьшается одновременно с подачей). Этот способ регулирования давления является экономически наиболее целесообразным, поскольку позволяет насосу работать без существенного понижения КПД, несмотря на уменьшение подачи. Как правило, сильное падение КПД происходит лишь при очень резком (менее 30% от номинала) уменьшении частоты вращения. Другой способ регулирования давления путем уменьшения оборотов вала насоса - применение редуктора, но это приводит к резкому понижению КПД агрегата.

Дросселирование - метод уменьшения давления путем уменьшения сечения напорной (после насоса) или всасывающей (до насоса) линии с помощью задвижки, затвора или крана. Уменьшение сечения напорной линии резко уменьшает КПД насоса, поскольку тот продолжает работать в полную мощность, а часть его давления бесполезно гасится в месте уменьшения сечения линии. Уменьшение сечения всасывающей линии не так сильно понижает КПД, но создает дополнительное разрежение на входе в насос, что может привести к появлению кавитации.

Байпасирование - (by pass - в обход) - метод регулирования подачи и давления насоса. Заключается в установке регулируемого или нерегулируемого перепуска (байпаса) с напорной линии на всасывание. По отношению к насосу - это аналогично снижению сопротивления, т.е. происходит снижение напора. По отношению к потребительской сети - это аналогично снижению подачи. В результате рабочая точка (Q-H) сместится круто вниз, т.е. можно в потребительской сети получить одновременно меньший напор и меньшую подачу (энергия жидкости идет на сброс). Байпасирование резко уменьшает КПД насосного агрегата.

Как подобрать насос с нужным давлением?

Там выберите тип оборудования «насос». Укажите требуемое давление в м.в.ст. (метрах водяного столба). При необходимости выберите иные параметры насоса, например, производительность, тип насоса, принцип действия. Нажмите кнопку «подобрать», после чего через несколько секунд попадете на страницу результатов подбора. Программа покажет Вам все модели насосов, соответствующие запрошенным характеристикам.

Выбор насоса любого назначения требует расчета его производительности. Удобно, когда напор воды в кране регулируется таким образом, что при наибольшем его значении в стороны не разлетаются брызги, и в то же время не приходится долго ждать наполнения большой емкости. О том, как определить производительность насоса, мы и поговорим далее в статье.

Параметры выбора насоса

Получить оптимальный напор насоса можно двумя способами: искусственным дросселированием или точным подбором параметров устройства. Если выбирать его по принципу «лучше тот, который у соседа», то велика вероятность слабого напора струи при одновременном включении нескольких точек расхода. Либо придется сдерживать поток воды частичным перекрытием крана, что снижает КПД устройства, а следовательно, увеличивает затраты средств при его эксплуатации.

Профессиональный подход к вопросу водоснабжения требует учета многих моментов:

  • мощности насоса;
  • толщины подающей трубы;
  • длины магистрали;
  • количества и формы фитингов;
  • числа кранов.

Естественно, все предусмотреть очень непросто, поэтому при сложной системе сантехнических коммуникаций для большей эффективности применяют несколько насосов. Каждый выполняет свою функцию: один наполняет водозаборную емкость из скважины, другой обеспечивает водой дом, третий поливает огород.

Характеристики насоса, напор

Насосы обладают множеством характеристик. Для того чтобы потребитель мог определиться, какой тип устройства ему нужен, есть несколько основных показателей:

  1. Объем подачи жидкости, или производительность насоса. Он показывает, какое количество воды за определенный промежуток времени может перекачать агрегат. Имеется ввиду, что жидкость вытекает непосредственно на выходе устройства. Чтобы определить объем на конце магистрали, необходимо вычесть потери давления в последней.
  2. Величина напора, или давление. Показывает, на какую высоту способен насос поднять воду. Здесь не учитывается высота от устройства до глади.
  3. Высота до забора воды, или подпор. Расстояние от зеркала воды до выхода всасывающего патрубка строго определено - превышение ведет к появлению в рабочем пространстве агрегата явления кавитации. Это может изменить важные характеристики насоса или же попросту не позволит ему качать воду. Подпор можно увеличить, установив перед основным насосом вспомогательный, прямо в точке всасывания. Точно такой же эффект получится при создании искусственного давления воздуха внутри резервуара с жидкостью.
  4. энергии.


Краткий обзор насосов

Насосы можно классифицировать по принципу действия, конструктивным особенностям и назначению. Также бывают погружные и поверхностные агрегаты. Все они предназначены для перекачки жидкости, но большинство предусматривает не только ее, но и подъем воды с разной глубины:

  • Насосы для скважин. В основном являются погружными моделями. Характеризуются тем, что могут поднимать воду с больших глубин (не имеют ограничений) в зависимости от мощности силового агрегата. Создают мощный напор в трубопроводе.
  • Дренажники. Обладают более высокой производительностью, но не предназначены создавать высокое давление, высокий напор не дают. Удобны тем, что могут перекачивать грязную воду с мелкими физическими частицами.
  • Центробежные. Универсальные насосы. Могут применяться как в скважинах, так и для перекачки жидкости из резервуаров. В воду не опускаются и имеют ограничение по расстоянию от поверхности водной глади до входа всасывающего патрубка. Напор насоса зависит от количества крыльчаток и мощности двигателя, но все же они не могут поднимать столб воды выше чем на 120 метров.
  • Вихревые. Похожи на центробежные, но здесь по-другому организована крыльчатка. При меньшей мощности двигателя они обеспечивают высокий напор и производительность. Поднимают столб воды свыше 160 м. Недостатком является требовательность к ее чистоте.
  • Циркуляционные. Не поднимают воду с глубин, но также создают определенное давление и работают при повышенных температурах.


Насосы: подача, напор

Может быть, не всем известно, но насосы работают в паре с давлением атмосферы. Они просто создают область разряжения и нагнетания. Поэтому, какие бы усилия мы ни прилагали сверху, применяя самые мощные агрегаты, поднять воду с большой глубины не получится. Как только сила давления воздуха уравновесится силой тяжести, вода в трубе остановится. Для поднятия с глубин применяют мощные погружные аппараты, создающие давление.

Основными характеристиками описываемых агрегатов являются напор насоса, производительность. Они имеют между собой определенную зависимость. Так, под напором понимают способность подавать воду на определенную высоту либо перемещать в горизонтальном направлении на заданную длину. Понятно, что один и тот же насос будет выдавать различное давление на высоте 20 и

Напор необходимо знать, подбирая тип насоса. Каждая модель может создавать сильное или слабое давление, что обусловлено конструкцией рабочего механизма. Когда жидкость вступает в контакт с лопастью колеса либо мембраной или поршнем, она получает определенный заряд кинетической энергии, которая и поднимает ее вверх.

Наиболее эффективны центробежные системы с несколькими последовательными рабочими колесами. Они - насосы увеличения напора и имеют очень высокий КПД.

Как регулировать напор

В любой сложной водопроводной системе приходится регулировать давление, создаваемое насосом. Для воздействия на напор существует четыре способа:

  1. Дросселирование. Суть метода заключается в том, что на выходе устройства или на всасывающем патрубке устанавливают специальный дроссель. В его роли может выступать обычный кран. В месте установки, в зависимости от диаметра дроссельного отверстия, гасится часть напора. При положении ограничителя водяного потока на выходе насоса происходит снижение КПД устройства, так как при ослаблении напора в системе электроэнергии насос потребляет столько же.
  2. Электрическое регулирование скорости вращения рабочего колеса. Это наиболее эффективный метод без потери КПД насоса. Подача воды уменьшается с пропорциональным снижением потребляемой мощности.
  3. Механическое снижение оборотов. В этом случае применяют Способ экономически невыгодный - ведь двигатель потребляет ту же мощность и нужен дополнительный механизм - редуктор.
  4. Байпасирование. Между выходом и всасывающей трубой насоса ставят перемычку. Получается, что часть жидкости просто циркулирует по кругу, не совершая полезной работы. В итоге в трубах давление падает, а КПД понижается.


Каким будет давление у насоса, качающего воду сверху

Когда водозаборная емкость расположена выше места установки перекачивающей системы, то практически не тратится энергия на всасывание. Тогда, чтобы рассчитать напор насоса, пользуются следующей формулой:

Нтр = Нгео + Нпотерь + Нсвоб - Нвысота бака.

Нтр здесь - необходимое значение напора, обусловленное затратами потребителя.

Нгео - разность уровней между платформой установки насоса и наивысшей точкой потребления воды.

Нпотерь - потери преодоления силы трения в подающей магистрали за исключением участка вертикальной трубы от подающего бака к насосу.

Нсвоб - напор из точек потребления при полном их открытии.

Нвысота бака - значение высоты между баком и насосом.

Закачка воды с глубины

Как определить напор насоса при закачке воды из колодца, водонакопительной ямы или скважины? Формула расчета приобретает следующий вид:

Нтр = Нгео + Нпотерь + Нсвоб + Нуровень источника.

В ней все слагаемые те же, кроме последнего - Нуровень источника , - который является перепадом между точкой всасывания жидкости и перекачивающим устройством.


Что такое насосная станция

Насосная станция представляет систему из насоса и гидробака, работающих в паре. Плюс к ним идет специальное реле контроля давления. Аккумулятор гидравлический тут служит как сглаживающий напор насоса элемент, предотвращая частое включение электрического двигателя и нивелируя возможные гидроудары в сантехнических коммуникациях.

Станции могут быть основаны на любых типах насосов, с применением любых объемов аккумулятора. Чем гидробак больше, тем сильнее дополнительная подъемная сила, создаваемая им.

Заключение

Когда напор воды в насосе недостаточен, можно выйти из положения, устанавливая два и более агрегатов последовательно. Такая схема часто применяется для глубоких скважин, где внизу устанавливают погружной агрегат, подающий воду на всасывающий патрубок центробежного.

Работа насоса в системе вызывает приращение удельной энергии жидкости, т. е. энергии, отнесенной к 1 кг массы жидкости. Полная удельная энергия перекачиваемой жидкости при входе в насос (сечение l— l на рис. 2.8)

где z1 — расстояние центра тяжести сечения 1—1 от плоскости сравнения, м; р1 и v1 — соответственно давление, Па, и скорость жидкости, м/с, на входе в насос.

Схема работы центробежного насоса рис. 2.8

Полная удельная энергия при выходе из насоса (см. сечение 2—2 на рис. 2.8)

где Z 2 - расстояние центра тяжести сечения 2—2 от плоскости сравнения, м; P 2 и v 2 — соответственно давление, Па. и скорость жидкости, м/с, на выходе из насоса.
Приращение удельной энергии или полезная удельная работа составит

откуда давление, развиваемое насосом,
Для гидравлических расчетов применяется понятие напора, представляющего собой удельную энергию жидкости, отнесенную к единице ее веса и выраженную в метрах столба этой жидкости H=p/pq.
Из соотношения (2.19) следует, что напор, развиваемый насосом, равен

Манометрическим напором называют сумму первых двух членов соотношения (2.20)

т.е. напор насоса равен манометрическому напору плюс разность скоростных напоров во всасывающем и напорном патрубках насоса. В действующих насосных установках манометрический напор

где Км и Кв— коэффициенты пересчета; Вя и Вв — показания соответственно манометра и вакуумметра; Дг—расстояние между цапфами манометра и вакуумметра, м.

Если манометр и вакуумметр имеют шкалу, градуированную в кгс/см2, то Км=Kв = 10; если вакуумметр градуирован в мм рт. ст., то Кв = 0,0136; если же манометр градуирован в МПа, а вакуумметр в кПа, то Км=98,1 (приближенно 100), Кв = 0,0981 (приближенно 0,1).
В случае расположения осп насоса ниже уровня жидкости в приемном резервуаре манометрический напор определяют по соотношению

где Вм1 и Вм2 —показания манометров соответственно на напорном и всасывающем патрубках насоса.
При проектировании насосных установок напор, который должен развивать насос, определяют по формуле

где Нг.в и Нгг.н — геометрическая высота соответственно всасывания и нагнетания; hn.B и hп.н — потери напора соответственно во всасывающем и напорном (нагнетательном) трубопроводе.
Следовательно, напор, развиваемый насосом, равен сумме геометрических высот всасывания и нагнетания плюс сумма потерь напора при движении жидкости от приемного резервуара (камеры) до излива из напорного трубопровода.

Определение понятия напора
Повышение давления насосом называется напором. Под напором насоса (H) понимается удельная механическая работа, передаваемая насосом перекачиваемой жидкости.

H = E/G [m]

E = механическая энергия [Н•м]
G = вес перекачиваемой жидкости [Н]

При этом напор, создаваемый насосом, и расход перекачиваемой жидкости (подача) зависят друг от друга. Эта зависимость отображается графически в виде характеристики насоса. Вертикальная ось (ось ординат) отражает напор насоса (H), выраженный в метрах [м]. Возможны также другие масштабы шкалы напора. При этом действительны следующие соотношения:

10 м в.ст. = 1 бар = 100 000 Па = 100 кПа

На горизонтальной оси (ось абсцисс) нанесена шкала подачи насоса (Q), выраженной в кубометрах в час [м3/ч]. Возможны также другие масштабы шкалы подачи, например [л/с]. Форма характеристики показывает следующие виды зависимости: энергия электропривода (с учетом общего КПД) преобразуется в насосе в такие формы гидравлической энергии, как давление и скорость. Если насос работает при закрытом клапане, он создает максимальное давление. В этом случае говорят о напоре насоса H 0 при нулевой подаче.

Когда клапан начинает медленно открываться, перекачиваемая среда приходит в движение. За счет этого часть энергии привода преобразуется в кинетическую энергию жидкости. Поддержание первоначального давления становится невозможным. Характеристика насоса приобретает форму падающей кривой. Теоретически характеристика насоса пересекается с осью подачи. Тогда вода обладает только кинетической энергией, то есть давление уже не создается. Однако, так как в системе трубопроводов всегда имеет место внутреннее сопротивление, в реальности характеристики насосов обрываются до того, как будет достигнута ось подачи.

Различная крутизна при идентичном корпусе и рабочем колесе насосов (например, в зависимости от частоты вращения мотора)

Форма характеристик насоса
На рисунке показана различная крутизна характеристик насоса, которая может зависеть, в частности, от частоты вращения мотора.

При этом крутизна характеристики и смещение рабочей точки влияет также на изменение подачи и напора:
• пологая кривая
– большее изменение подачи
при незначительном изменении напора
• крутая кривая
– большое изменение подачи
при значительном изменении напора

Трение, имеющее место в трубопроводной сети, ведет к потере давления перекачиваемой жидкости по всей длине. Кроме этого, потеря давления зависит от температуры и вязкости перекачиваемой жидкости, скорости потока, свойств арматуры и агрегатов, а также сопротивления, обусловленного диаметром, длиной и шероховатостью стенок труб.
Потеря давления отображается на графике в виде характеристики системы. Для этого используется тот же график, что и для характеристики насоса.

Характеристика системы

Форма характеристики показывает следующие зависимости:

Причиной гидравлического сопротивления, имеющего место в трубопроводной сети, является трение воды о стенки труб, трение частиц воды друг о друга, а также изменение направления потока в фасонных деталях арматуры.
При изменении подачи, например, при открывании и закрывании термостатических вентилей, изменяется также скорость потока и, тем самым, сопротивление.
Так как сечение труб можно рассматривать как площадь живого сечения потока, сопротивление изменяется квадратично. Поэтому график будет иметь форму параболы. Эту связь можно представить в виде следующего уравнения:

H1/H2 = (Q1/Q2) 2

Выводы
Если подача в трубопроводной сети уменьшается в два раза, то напор падает на три четверти. Если, напротив, подача увеличивается в два раза, то напор повышается в четыре раза. В качестве примера можно взять истечение воды из отдельного водопроводного крана.
При начальном давлении 2 бара, что соответствует напору насоса прим. 20 м, вода вытекает из крана DN 1/2 с расходом 2 м3/ч.
Чтобы увеличить подачу в два раза, необходимо повысить начальное давление на входе с 2 до 8 бар.

Рабочая точка

Точка, в которой пересекаются характеристики насоса и системы, является рабочей точкой системы и насоса . Это означает, что в этой точке имеет место равновесие между полезной мощностью насоса и мощностью, потребляемой трубопроводной сетью. Напор насоса всегда равен сопротивлению системы. От этого зависит также подача, которая может быть обеспечена насосом.

При этом следует иметь в виду, что подача не должна быть ниже определенного минимального значения. В противном случае это может вызвать слишком сильное повышение температуры в насосной камере и, как следствие, повреждение насоса. Во избежание этого следует неукоснительно соблюдать инструкции производителя.

Рабочая точка за пределами характеристики насоса может вызвать повреждение мотора. По мере изменения подачи в процессе работы насоса также постоянно смещается рабочая точка. Найти оптимальную расчетную рабочую точку в соответствии с максимальными эксплуатационными требованиями входит в задачи проектировщика.

Такими требованиями являются:
для циркуляционных насосов систем отопления - потребление тепла зданием,
для установок повышения напора - пиковый расход для всех мест водоразбора.
Все остальные рабочие точки находятся слева от данной расчетной рабочей точки.


Страницы: