От чего зависит напор насоса: Как легко рассчитать напор и производительность насоса

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

Напор насоса – это давление, создаваемое рабочим органом насоса (лопастным колесом, мембраной или поршнем) по средствам передачи энергии от рабочего органа насоса (рабочего колеса, мембраны или поршня) к жидкости, т.е насос фактически толкает жидкость.

Содержание статьи

Напор: определение и характеристика

Напор является одной из основных характеристик насоса.

Напором называют приращение механической энергии, получаемой каждым килограммом жидкости, проходящей через насос, т.е. разность энергии при выходе из насос и при входе в него.

Физическую сущность напора легко понять вспомнив основы гидромеханики. Если к всасывающему патрубку насоса, берущего жидкость из ёмкости, расположенной выше его оси, подключить трубку полного напора, то уровень жидкости в ней будет поднят на некоторую высоту над осью насоса. Эта высота называется полным напором и определяется формулой

Н = p / (ρ*g)

где р – давление в насосе

ρ – плотность среды

g – ускорение свободного падения

На бытовом уровне напором называют давление насоса. И для наглядности давление насоса – это высота, на которую насос может поднять столб жидкости.

Напор имеет линейную размерность – метр.

При подборе насоса напорная характеристика является одной из ключевых, ведь при недостаточном напоре, из крана не будет течь вода, а при слишком высоком напоре может не выдержать водопроводная трасса.

Напор и подача, которые создает насос взаимно связаны. Такую взаимосвязь графически изображают в виде кривой которая называется характеристика насоса. По одной оси графика откладывают напор(в метрах) по другой оси – подачу насоса(в м³/ч).

У каждого насоса – своя характеристика и заданная производителем рабочая точка. Рабочая точка – точка в которой уравновешены полезная мощность насоса и мощность потребляемая водопроводной сетью. По мере изменения подачи – меняется и напор.

При уменьшении подачи напор увеличивается, а при увеличении – уменьшается. Найти оптимальную рабочую точку – это основная задача при эксплуатации насоса.

Напор скважинного и погружного насоса

Расчет требуемого напора скважинного насоса определяется по формуле:

H = Hвысота + Hпотери + Hизлив , где

Hвысота – перепад высот между местом, где расположен насос и наивысшей точкой системы водоснабжения;

Hпотери – гидравлические потери в трубопроводе. Гидравлические потери в трубопроводе связаны с трением жидкости о стенки труб, падением давления на поворотах и других фитингах. Такие потери определяются по экспериментальным или расчетным таблицам.

Hизлив — свободный напор на излив, при котором удобно пользоваться сантехническими приборами. Данное значение необходимо брать в диапазоне 15 – 20 м, минимальное значение 5 м, но в этом случае вода будет подаваться тонкой струйкой.

Все описанные выше параметры измеряются в метрах.

Напор дренажного и поверхностного насоса

Поверхностный насос предназначен для подачи воды из неглубоких колодцев или скважин. Так же поверхностные самовсасывающие насосы используют для подачи воды из открытых источников или баков. Такие насосы располагаются непосредственно в помещениях, а в источник с водой проводят трубопровод.

1 Вариант: источник с водой расположен выше насоса. Например, какой-то бак или водонапорный резервуар на чердаке дома. Тогда напор насоса определяется по формуле:

H = Hвысота + Hпотери + Hизлив — Hвысота бака , где

Hвысота бака – расстояние (высота) между баком запаса воды и насосом

2 Вариант: насос расположен выше источника воды. Например, насос расположен в доме и тянет воду из колодца или скважины. Тогда напор насоса определяется по формуле:

H = Hвысота + Hпотери + Hизлив + Hисточник, где

Hисточник – расстояние (перепад высот) между источником воды (скважина, колодец) и насосом.

Напор циркуляционного насоса для отопления

Циркуляционные насосы используются в системах отопления домов, для обеспечения принудительной циркуляции теплоносителя. Расчет циркуляционного насоса – очень ответственная и сложная задача, которую рекомендуется отдать специализированным учреждениям, так как для расчетов необходимо знать точные теплопотери дома.

Напор циркуляционного насоса для отопления зависит не от высоты здания, а от гидравлического сопротивления трассы.

H = (R * L + Zсумма) / ( p * g ) , где

R – потери на трение в прямом трубопроводе, Па/м. По результатам опытов сопротивление в прямом трубопроводе равно 100 – 150 Па/м.

L – общая длина трубопровода, м.

Zсумма – коэффициенты запаса для элементов трубопровода

Z = 1,3 – для фитингов и арматуры;

Z = 1,7 – для термостатических вентилей;

Z = 1,2 – для смесителей или кранов, предотвращающих циркуляцию.

p – плотность перекачиваемой среды. Для воды = 1000 кг/м3

g – ускорение свободного падения, 9,8 м/с2.

Как видите определить требуемый именно Вам напор не составит большого труда, если отнестись к этой задаче с требуемым терпением и вниманием.

Способы увеличения напора насоса

Смонтировать насос, что может быть проще? Подключаем трубу к всасывающему патрубку, другую к напорному, подаем питание и вот можно пожинать плоды работы.

Давайте рассмотрим самые частые ошибки монтажа, устранение которых способствует увеличению напора насоса

С первого взгляда монтаж не представляет из себя трудоемкий процесс, но если заглянуть глубже, то следует учесть ошибки, которые способны значительно сократить срок службы оборудования.

Наиболее распространенные ошибки монтажа:

  диаметр трубопровода меньше диаметра всасывающего патрубка насоса. В этом случае увеличивается сопротивление во всасывающей магистрали, а как следствие уменьшение глубины всасывания насоса. Уменьшенный, по сравнению со всасывающим патрубком насоса, трубопровод не в состоянии пропустить тот объем жидкости на который рассчитан насос.

  подключение к всасывающей ветке обычного шланга. Этот вариант не настолько критичен, при условии размещения насоса небольшой производительности в нижней точке трассы. В других случаях насос за счет разряжения во всасывающей полости, создаваемого рабочим колесом, сожмет шланг, значительно уменьшив его сечение. Подача насоса значительно уменьшится, а может и совсем прекратиться.

Если вы решили подключить шланг к высокопроизводительному насосу, воспользуйтесь советом производителей насосов – используйте только гофрированный шланг

  провисание трубы на горизонтальном участки или уклон в сторону от насоса на стороне всасывающего участка. При работе центробежного насоса необходимо, чтобы рабочее колесо постоянно работало в воде, т.е. рабочая камера насоса должна быть заполнена перекачиваемой средой. При провисании трубопровода или при отрицательном уклоне труб, жидкость из рабочей камеры выключенного насоса будет стекать в самую низкую точку трассы, а рабочее колесо будет крутиться в воздухе. Таким образом не будет движение среды в трубопроводе, а значит напор упадет до 0.

  большое число поворотов и изгибов в трубопроводе. Такой вариант монтажа приводит к увеличению сопротивления, а следовательно к уменьшению производительности

  плохая герметичность на всасывающем участке трубопровода. Плохая герметичность приводит к подсасыванию воздуха из окружающей среды в трубопровод, снижению напора и излишнему шуму при работе насоса.

В случае определения напора насоса необходимо помнить, что 1 метр напора, который насос создает в вертикальной трассе, равен 10 метрам по горизонтали. Например, если в горизонтальной трассе насос создает напор равный 30 метрам, то максимальный напор этого же насоса в случае монтажа в вертикальную трассу составит 300 метров

В дополнение к статье «Напор насоса это? Как определить напор погружного, поверхностного или циркуляционного насоса.» Вам может быть интересно:

Напор и производительность центробежного насоса — КиберПедия

Введение

Насосы — гидравлические машины, которые преобразуют механическую энергию двигателя в энергию перемещаемой жидкости, повышая ее давление. Разность давлений жидкости в насосе и трубопроводе обусловливает ее перемещение.

Насосы поднимают жидкость на определенную высоту, подают ее на необходимое расстояние в горизонтальной плоскости или заставляют циркулировать в какой-либо замкнутой системе.

Насосы являются одной из самых распространенных разновидностей машин. Их применяют для различных целей, начи­ная от водоснабжения населения и предприятий и кончая подачей топлива в двигателях ракет. Насосы применяют в гидропередачах,назначением которых является передача механической энергии от двигателя к исполнительному рабочему органу, а также пре­образование вида и скорости движения последнего посредством жидкости. Гидропередача состоит из насоса и гидродвигателя. Насос, работающий от двигателя, сообщает жидкости энергию. Пройдя через насос, жидкость поступает в гидродвигатель, где передает механическую энергию исполнительному рабочему органу.

По принципу действия различают насосы следующих типов:

· В динамических насосах жидкость перемещается при воздействии сил на незамкнутый объём жидкости, который непрерывно сообщается с входом в насос и выходом из него.

· В лопастных насосах энергия передаётся жидкости при обтекании лопастей вращающегося рабочего колеса насоса.

— в центробежных насосах давление создается центробежной силой, действующей на жидкость при вращении лопастных колес. Жидкость движется от центра колеса к периферии.

— в осевых насосах жидкость движется в направлении оси колеса при вращении в ней устройства типа гребного винта.

· В насосах трения жидкость перемещается под воздействием сил трения.

— в вихревых насосах в энергию давления трансформируется энергия вихрей, образующихся в жидкости при вращении рабочего колеса.

— в струйных насосах перемещение жидкости производится движущейся струей воздуха, пара или воды.

· В объемных насосах разность давлений возникает при вытеснении жидкости из замкнутого пространства телами, движущимися возвратно-поступательно или вращающимися. К машинам этого типа относятся поршневые и ротационные (шестеренчатые, пластинчатые и винтовые) насосы.

— в поршневых, плунжерных, диафрагмовых насосах жидкость вытесняется телом, движущимся возвратно-поступательно.

— в шестерённых, пластинчатых, винтовых насосах жидкость вытесняется телом, совершающим вращательные движения.

Основные параметры насосов

Основными параметрами насоса любого типа являются производительность, напор и мощность.

Производительность или подача, Q, (м³/сек) определяется объемом жидкости, подаваемой насосом в нагнетательный трубопровод в единицу времени.

Напор Н (м) характеризует удельную энергию, которая сообщается насосом единице веса перекачиваемой жидкости. Этот параметр показывает, на какую величину возрастает удельная энергия жидкости при прохождении ее через насос, и определяется с помощью уравнения Бернулли. Напор можно представить как высоту, на которую может быть поднят 1 кг перекачиваемой жидкости за счет энергии, сообщаемой ей насосом.

Мощностью насоса (мощностью, потребляемой насосом) назы­вается энергия, подводимая к нему от двигателя за единицу вре­мени. Мощность можно определить из следующих соображений. Каждая единица веса жидкости, прошедшая через насос, приобре­тает энергию в количестве Н, за единицу времени через насос про­текает жидкость весом pgQ. Следовательно, энергия, приобретен­ная за единицу времени жидкостью, прошедшей через насос, или полезная мощность насоса:

N_п = ρgQН

Мощность насоса на валу N больше полезной мощности N_пна величину потерь в насосе, которые учитываются коэффициентом полезного действия насоса:

N = N_п / η_н =ρgQН/η_н

Величина механических потерь (потери на трение в подшипниках, в уплотнениях, трение поверхности рабочих колес о жидкость) оценивается механическим КПД η_мех, который равен отношению оставшейся после преодоления механических сопротивлений гидравлической мощности к мощности, потребляемой насосом.

Объемные потери (потери энергии жидкости из-за разницы давлений на входе и выходе рабочего колеса, потери производительности при утечке жидкости через зазора насоса) оценивают объемным КПД η_v, равным отношению действительной производительности насоса Q к теоретической Qт.

Гидравлические потери (потери на преодоление гидравлического сопротивления подвода, рабочего колеса и отвода, потери напора) оцениваются гидравлическим КПД η_Г, который равен отношению действительного напора насоса к теоретическому.

Тогда КПД насоса равен:

η_{н =} η_мех η_v η_Г

Коэффициент полезного действия насоса характеризует совершенство конструкции и экономичность эксплуатации насоса и отражает относительные потери мощности в самом насосе.

Для центробежных насосов КПД насоса η_н – 0,6-0,7, для поршневых насосов – 0,8-0,9, для наиболее совершенных центробежных насосов большой производительности — 0,93 – 0,95.

Номинальная мощность двигателя больше мощности на валу вследствие механических потерь в передаче от электродвигателя к насосуи в самом электродвигателе:

N_дв = N / η_пер η_дв = N_п / η_н η_пер η_дв,

где

η_пер— к.п.д. передачи,

η_дв — к.п.д. двигателя.

η_н η_пер η_дв — полный к.п.д. насосной установки η, т.е.

η = η_н η_пер η_дв = N_п / N_дв

Полный КПД характеризует полные потери мощности насосной установкой.

Установочная мощность двигателя N_уст рассчитывается по величине N_двс учётом возможных перегрузок в момент пуска насоса:

N_уст = βN_дв

гдеβ– коэффициент запаса мощности

Центробежные насосы

В центробежных насосах всасывание и нагнетание жидкости происходит равномерно и непрерывно под действием центробежной силы, возникающей при вращении рабочего колеса с лопатками, заключенного в спиралеобразном корпусе. В результате воздействия рабочего колеса жидкость выходит из него с более высоким давлением и большей скоростью, чем при входе. Выходная скорость преобразуется в корпусе насоса в давление перед выходом жидкости из насоса. Преобразование скоростного напора в пьезометрический частично осуществляется в спиральном отводе, а главным образом в коническом напорном патрубке и в направляющих каналах.

Лопастные насосы бывают одноступенчатыми и многоступенча­тыми. Одноступенчатые насосы имеют одно рабочее колесо, много­ступенчатые — несколько последовательно соединенных рабочих ко­лес, закрепленных на одном валу.

На рис. изображена простейшая схемацентробежного насоса — одноступенчатый насос консольного типа. Рабочее колесо у этих насосов закреплено на конце (консоли) вала. Вал не проходит через область всасывания, что позволяет применить простейшую форму подвода в виде прямоосного конфузора.

Проточная часть насоса состоит из трех основных элементов — повода 1, рабочего колеса 2 и отвода 3. По подводу жидкость подается в рабочее колесо из подводящего трубопровода.

Назначением рабо­чего колеса является передача жидкости энергии от двигателя. Рабочее колесо центробежного насоса состоит из ведущего а и ведо­мого (обода) б дисков, между которыми находятся лопатки в, изогнутые, как правило, в сторону, противоположную направле­нию вращения колеса. Ведущим диском рабочее колесо крепится на валу. Жидкость движется через колесо из центральной его части к периферии. По отводу жидкость отводится от рабочего колеса к напорному патрубку или, в многоступенчатых насосах, к сле­дующему колесу.

В одноступенчатом центробежном насосе (рис.) жидкость из всасывающего трубопровода 1 поступает вдоль оси рабочего колеса 2 в корпус 3 насоса и, попадая на лопатки 4, приобретает вращательное движение. Центробежная сила отбрасывает жидкость в канал переменного сечения между корпусом и рабочим колесом, в котором скорость жидкости уменьшается до значения, равного скорости в нагнетательном трубопроводе 5. При этом, как следует из уравнения Бернулли, происходит преобразование кинетической энергии потока жидкости в статический напор, что обеспечивает повышение давления жидкости. На входе в колесо создается пониженное давление, и жидкость из приемной емкости непрерывно поступает в насос. Давление, развиваемое центробежным насосом, зависит от скорости вращения рабочего колеса. Вследствие значительных зазоров между колесом и корпусом насоса разрежение, возникающее при вращении колеса, недостаточно для подъема жидкости по всасывающему трубопроводу, если он и корпус насоса не залиты жидкостью. Поэтому перед пуском центробежный насос заливают перекачиваемой жидкостью. Чтобы жидкость не выливалась из насоса и всасывающего трубопровода при заливке насоса или при кратковременных остановках его, на конце всасывающей трубы, погруженном в жидкость, устанавливают обратный клапан, снабженный сеткой

Напор одноступенчатых центробежных насосов (с одним рабочим колесом) ограничен и не превышает 50 м. Для создания более высоких напоров применяют многоступенчатые насосы,

имеющие несколько рабочих колес в общем корпусе, расположенных последовательно на одном валу

Схема многоступенчатого секционного центробежного насоса

Каждая ступень такого насоса состоит из рабочего колеса 1 и направляющего аппарата 2, который направляет поток к следующему рабочему колесу. В таком насосе напор повышается пропорционально числу колес.

Число рабочих колес в многоступенчатом насосе обычно не превышает пяти.

Производительность и напор центробежного насоса зависят от числа оборотов рабочего колеса. Из уравнения следует, что производительность насоса прямо пропорциональна радиальной составляющей абсолютной скорости на выходе из колеса.

Поршневые насосы

Поршневые насосы относятся к классу объемных насосов.

В объемном насосе перемещение жидкости осуществляется путем вытеснения ее из рабочих камер вытеснителями. Под вытеснителем понимается рабочий орган насоса, непосредственно совершающий работу вытеснения. Вытеснителями могут быть поршни, плунжеры, шестерни, винты, пластины. В поршневом (плунжерном) насосе жидкость вытесняется из неподвижных камер в результате возвратно-поступательного движения вытеснителей (поршней, плунжеров, диафрагм).

— По конструкции вытеснителя поршневые насосы разделяют на собственно поршневые и плунжерные. В поршневых насосах основным рабочим органом является поршень, снабженный уплотнительными кольцами, пришлифованными к внутренней зеркальной поверхности цилиндра. Плунжер не имеет уплотнительных колец и отличается от поршня значительно большим отношением длины к диаметру.

— Приводные механизмы поршневых насосов принято разделять на кривошипные и кулачковые.

— По роду привода поршневые насосы делятся на приводные (от электродвигателя) и прямодействующие (от паровой машины). Прямодействующие паровые насосы имеют привод непосредственно от паровой машины, поршень которой находится на одном штоке с поршнем насоса. Насосы этого типа используют главным образом на установках, где по условиям безопасности применение насосов с электрическим приводом недопустимо (огне- и взрывоопасные производства), а также при наличии дешевого отбросного пара (подача воды в паровые котлы и т. п.).

— По числу оборотов кривошипа (числу двойных ходов поршня) различают тихоходные, нормальные (60-120 мин в мин) и быстроходные (120-180 в мин) поршневые насосы. У прямодействуюших насосов число двойных ходов составляет 50-120 в минуту.

— По числу всасываний или нагнетаний, осуществляемых за один оборот кривошипа или за два хода поршня, поршневые насосы делятся на насосы простого и двойного действия.

На рисунке изображена схема горизонтального поршневого насоса простого действия:

1- поршень;

2 — цилиндр;

3 — крышка цилиндра;

4 — всасывающий клапан;

5 — нагнетательный клапан;

6 — кривошипно-шатунный механизм;

7 — уплотнительные кольца.

В поршневом насосе всасывание и нагнетание жидкости происходят при возвратно-поступательном движении поршня 1 в цилиндре 2 насоса. При движении поршня вправо в замкнутом пространстве между крышкой 3 цилиндра и поршнем создается разрежение. Под действием разности давлений в приемной емкости и цилиндре жидкость поднимается по всасывающему трубопроводу и поступает в цилиндр через открывающийся при этом всасывающий клапан 4. Нагнетательный клапан 5 при ходе поршня вправо закрыт, так как на него действует сила давления жидкости, находящейся в нагнетательном трубопроводе. При ходе поршня влево в цилиндре возникает давление, под действием которого закрывается клапан 4 и открывается клапан 5. Жидкость через нагнетательный клапан поступает в напорный трубопровод и далее в напорную емкость. Таким образом, всасывание и нагнетание жидкости поршневым насосом простого действия происходит неравномерно: всасывание — при движении поршня слева направо, нагнетание — при обратном направлении движения поршня. В данном случае за два хода поршня жидкость один раз всасывается и один раз нагнетается. Поршень насоса приводится в движение крнвошипно-шатунным механизмом 6, преобразующим вращательное движение вала в возвратно-поступательное движение поршня.

В плунжерном горизонтальном насосе простого действия роль поршня играет плунжер 1, двигающийся возвратно-поступательно в цилиндре 2; плунжер уплотняется при помощи сальника 3. Плунжерные насосы не требуют такой тщательной обработки внутренней поверхности цилиндра, как поршневые, а неплотности легко устраняются подтягиванием или заменой набивкн сальника без демонтажа насоса. В связи с тем, что для плунжерных насосов нет необходимости в тщательной пригонке поршня и цилиндра, их применяют для перекачивания загрязненных и вязких жидкостей, а также для создания более высоких давлений. В химической промышленности плунжерные насосы более распространены, чем поршневые.

Более равномерной подачей, чем насосы простого действия, обладают поршневые и плунжерные насосы двойного действия. Горизонтальный плунжерный насос двойного действия можно рассматривать как совокупность двух насосов простого действия. Он имеет четыре клапана — два всасывающих и два нагнетательных.

При ходе плунжера вправо жидкость всасывается в левую часть цилиндра через всасывающий клапан и одновременно через нагнетательный клапан поступает из правой части цилиндра в напорный трубопровод; при обратном ходе поршня всасывание происходит в правой части цилиндра через всасывающий клапан, а нагнетание — в левой части цилиндра. Таким образом, в насосах двойного действия всасывание и нагнетание происходят при каждом ходе поршня, вследствие чего производительность насосов этого типа больше и подача равномернее, чем у насосов простого действия.

Еще более равномерной является подача насоса тронного действия, или триплекс-насоса. Триплекс-насосы представляют собой строенные насосы простого действия, кривошипы которых расположены под углом 120° друг относительно друга. Общая подача триплекс-насоса складывается из подач насосов простого действия, при этом за один оборот коленчатого вала жидкость три раза всасывается и три раза нагнетается.

Неравномерность подачи

Скорость поршня, приводимого в движение кривошипно-шатунным механизмом, не является постоянной. Она изменяется от нуля (в левом и правом крайних положениях) до некоторого максимального значения (при среднем положении поршня)

Как следует из теории кривошипно-шатунного механизма, поступательная скорость движения поршня изменяется пропорционально синусу угла поворота кривошипа. Жидкость следует за поршнем безотрывно, поэтому подача насоса простого действия будет изменяться в соответствии с законом движения поршня. Таким образом, подача насоса неравномерна по величине и прерывиста во времени.

Насосы двойного и тройного действия (триплекс-насосы) отличаются более равномерной подачей, представляющей собой сумму подач двух или трех насосов простого действия, у которых периоды нагнетания и всасывания сдвинуты во времени Графически подача этих насосов может быть изображена синусоидами, смещенными по фазе соответственно на 180° у насосов двойного действия и 120° у насосов тройного действия.

а — простого действия;

б — двойного действия;

в — тройного действия (триплекс-насос).

Неравномерность подачи насоса принято харак­теризовать коэффициентом:

Где Qи – идеальная подача.

Для насоса простого действия

σ = π

Большинство потребителей не может использовать столь сильно пульсирующую подачу. Быстрое нарастание и уменьшение расхода в трубах, перемежаемое состоянием покоя во время цикла всасы­вания, вызывает в них и в насосе пульсации давления, что ведет к шуму, вибрациям и усталостным разрушениям в насосной уста­новке.

Для уменьшения неравномерности применяют два способа.

Пер­вый сводится к применению многопоршневых машин с общей при­водной частью и общими магистральными трубопроводами.

Для поршневого насоса двойного действия При этом длительные перерывы

подачи устраняются, но мгновенные режимы сохраняются. Следовательно, сохраняются и предельные значения инерционных пульсаций давления.

При трех поршнях циклы вытеснения перекрывают один другой так, что жидкость в трубах никогда не останавливается. В этом случае величина σ резко сни­жается до 0,14.

Уменьшаются и предельные значения инерционных пульсаций давлениявследствие уменьшения максимальных ускорений по­тока. Выравненность подачи и связанное с этим улучшение качества рабочего процесса увеличиваются с применением нечетных чисел поршней больше трех. Для насосов с разными числами поршней, можно показать, что у насосов с нечет­ным числом поршней равномерность подачи большая, чем у насосов с четным числом (следующим за данным нечетным) поршней. Поэтому числа поршней как правило выбирают нечетными.

Истинная неравномерность подачи в установках с объемными насосами может значительно превышать идеальную неравномер­ность из-за запаздывания клапанов и сжимаемости жидкости.

Вторым способом выравнивания подачи является применение гидропневматических аккумуляторов (воздушных колпаков).

Воздушные колпаки

Воздушный колпак представляет собой буферный промежуточный сосуд, в котором примерно 50% объема занимает воздух.

Воз­душные колпаки устанавливают на подводя­щей и отводящей линиях непосредственно перед и после рабочей камеры, так, чтобы путь от нее до колпаков был минимален. При­меняют колпаки, как правило, с одно- и двухцилиндровыми насо­сами.

Воздушные колпаки:

а — на всасывающей линии;

б — на нагнетательной линии.

Работа колпаков основана на стремлении длинных столбов жид­кости в трубах сохранять

из-за инерции среднюю скорость, соот­ветствующую средней подаче насоса Q= Qи. При цикле вытесне­ния избыток подачи сверх Qи задер­живается в колпаке, сжимает газовую подушку. Давление газастановится больше среднего значения. Когда подача насоса меньше Qи газ в колпаке расширяется и колпак отдает накопленный избыточный объем в отводящую линию. При разрядке давление в колпаке падает ниже среднего значения. Таким образом, в трубах поддерживается непрерывное движение жидкости и величина инерционных пульса­ций давления снижается до пренебрежимо малых величин, обусловленных малой длиной патрубков от ци­линдра до колпака. Из-за растворения газа в жидкости объем газовой подушки в напорном колпаке уменьшается во времени тем быстрее, чем больше среднее давление. По­этому колпаки необходимо пополнять газом или разделять жидкостную и газовую поло­сти поршнем или мембраной.

При ускорении движения поршня, т е когда в воздушный колпак поступает наибольшее количество жидкости, воздух, находящийся в последнем, сжимается Избыток жидкости поступает в колпак и удаляется из него, когда подача становится ниже средней При этом давление воздуха, находящегося в колпаке, изменяется незначительно (поскольку его объем гораздо больше объема поступающей жидкости) и движение жидкости в нагнетательном (или всасывающем) трубопроводе становится близким к равномерному

Лопастные насосы

Центробежные насосыявляются наиболее распространёнными и предназначаются для подачи холодной или горячей воды, вязких или агрессивных жидкостей (кислот и щелочей), сточных вод, смесей воды с грунтом, золой и шлаком, торфом, раздробленным каменным углём. Их действие основано на передаче кинетической энергии от вращающегося рабочего колеса тем частицам жидкости, которые находятся между его лопастями. Под влиянием возникающей при этом центробежной силы Р частицы подаваемой среды из рабочего колеса перемещаются в корпус насоса и далее, а на их место под действием давления воздуха поступают новые частицы, обеспечивая непрерывную работу насоса. Для создания больших напоров применяют многоступенчатые насосы, в которых жидкость проходит последовательно несколько рабочих колёс, получая от каждого из них соответствующую энергию. Крупнейшие центробежные насосы отечественного производства могут обеспечить подачу воды до 65 000 м3/ч при напоре 18,5 м, потребляя мощность 7,5 Мвт, максимальный кпд равен 88-92%. В США для насосной станции Гранд-Кули создан вертикальный одноступенчатый центробежный насос с подачей 138 000 м3/ч и напором 95 м при мощности 48 Мвт.

«+»Преимущества центробежных насосов:

— высокая производительность и равномерная подача,

— компактность и быстроходность (возможность непосредственного присоединения к электродвигателю),

— простота устройства, что позволяет изготавливать их из химически стойких, трудно поддающихся механической обработке материалов,

— возможность перекачивания жидкостей, содержащих твёрдые взвешенные частицы, благодаря большим зазорам между лопатками и отсутствию клапанов,

— возможность установки на лёгких фундаментах.

— К.п.д. наиболее крупных центробежных насосов до 0,95

Однако центробежные насосы небольшой и средней производительности имеют к.п.д. на 10-15% ниже. Это обусловлено наличием больших зазоров между полостями всасывания и нагнетания, через которые возможен переток жидкости, а также затратами энергии на неизбежное вихреобразование вблизи кромок лопаток вращающегося с большой скоростью рабочего колеса, которая преобразуется в тепло и рассеивается в окружающей среде. Такие потери резко возрастают для высоковязких жидкостей, перекачивание которых центробежными насосами, вследствие резкого снижения к.п.д., экономически невыгодно.

«-»К недостаткам центробежных насосов следует отнести:

— относительно низкие напоры

-уменьшение производительности при увеличении сопротивления сети

-резкое снижение к.п.д. при уменьшении производительности.

Специальные типы центробежных насосов:

Бессальниковые насосы.

Для центробежных насосов большое значение имеет надежная конструкция сальников — уплотнений вала, обеспечивающих устранение утечек перекачиваемой жидкости. Неудовлетворительная работа сальников влечет за собой также повышенный износ вала, длительные и частые простои насоса, резкое увеличение эксплуатационных расходов.

Полное устранение утечки перекачиваемой жидкости, неизбежной при эксплуатации насоса с сальниковым уплотнением, достигается в бессальниковом насосе. В корпусе 1 помещается рабочее колесо 2. На нем укреплено добавочное колесо 3, снабженное радиальными лопатками, которое откачивает протекшую за колесо жидкость в полость нагнетания насоса, устраняя тем самым утечку перекачиваемой жидкости через зазоры между валом и корпусом при работе насоса. При остановке насоса утечка жидкости предотвращается специальным (стояночным) уплотнением, которое запирает зазор между корпусом и валом в момент выключения насоса. Герметичность этого уплотнения достигается с помощью двух конических поверхностей — удлиненной втулки рабочего колеса 2 и втулки 5. Плотное прилегание конических поверхностей этих втулок обеспечивается посредством пружины 4. В момент пуска насоса вал несколько перемещается влево, и уплотняющие поверхности отходят друг от друга, размыкая стояночное уплотнение.

Все детали насоса, соприкасающиеся с перекачиваемой жидкостью, изготовляются из антикоррозионных материалов.

Погружные насосы. Разновидностью бессальникового центробежного насоса можно считать погружной насос. Рабочее колесо укреплено на нижнем конце вертикального вала и погружено в перекачиваемую жидкость. Привод насоса размещен значительно выше уровня жидкости в приемной емкости.

Осевые насосы предназначаются главным образом для подачи больших объёмов жидкостей. Их работа обусловлена передачей той энергии, которую получает жидкость при силовом воздействии на неё лобовой поверхности вращающихся лопастей рабочего колеса. Частицы подаваемой жидкости при этом имеют криволинейные траектории, но, пройдя через выправляющий аппарат, начинают перемещаться от входа в насос до выхода из него, в основном вдоль его оси (откуда и название).

Существуют две основных разновидности осевых насосов: жестколопастные с лопастями, закрепленными неподвижно на втулке рабочего колеса, называемые пропеллерными, и поворотно-лопастные, оборудованные механизмом для изменения угла наклона лопастей. Насосы обеих разновидностей строят обычно одноступенчатыми, реже двухступенчатыми.

Изменением наклона лопастей рабочего колеса достигается регулирование подачи с поддержанием кпд на высоком уровне в широких пределах.

1 – втулка, 2 — лопасти, 3 – направляющий аппарат

Рабочие колёса осевого насоса имеют очень высокий коэффициент быстроходности (от 500 до 1500 об/мин). Крупнейший отечественный осевой поворотно-лопастной насос рассчитан на Q = (45 — 50)10³ м3/ч при H от 13 до 10 м, N = 2 Мвт и кпд 11 = 86%. Марка этого насоса: ОП2-185. где ОП — осевой поворотно-лопастной, 2 — тип рабочего колеса и 185 — диаметр рабочего колеса (по концам лопастей, в см).

Пропеллерные насосы применяют в области больших подач (до 1500 м3/мин) при небольших напорах (до 10-15 м), отличаются

-высоким гидравлическим к.п.д.

-компактностью

-быстроходностью.

Эти насосы пригодны для перемещения загрязнённых и кристаллизующихся жидкостей.

Насосы трения

Вихревые насосы обладают хорошей способностью самовсасывания, т. е. возможностью начинать действие без предварительного заполнения всасывающей трубы подаваемой средой, если она имеется в корпусе насоса.

А — входное окно

В — уплотняющий участок

1-корпус

2-рабочее колесо

3-кольцевой канал

4-нагнетательный патрубок

Благодаря этому они применяются для подачи легкоиспаряющихся или насыщенных газами капельных жидкостей и в комбинации с центробежными насосами, также применяют для перемещения чистых маловязких жидкостей с небольшими подачами (до 40 м3/ч) и сравнительно высокими напорами (до 250 м), в несколько раз превосходящими напоры центробежных насосов.

Существуют две разновидности вихревых насосов: закрытого и открытого типа.

В этих насосах для передачи энергии от рабочего колеса к жидкости и создания напора используется энергия вихревого движения жидкости. Создаваемый напор частично обеспечивается центробежными силами, но большая его часть определяется энергией вихрей, образующихся в жидкости при вращении рабочего колеса. Жидкость поступает через окно А к основаниям лопастей, отбрасывается центробежной силой в кольцевой какал, в котором приобретает вихревое движение, и перемещается вдоль канала к выходному патрубку. На этом пути жидкость неоднократно попадает в пространство между лопастями, где ей дополнительно сообщается механическая энергия. В результате многократного контакта между перекачиваемой жидкостью и рабочим колесом достигаются более высокие напоры, чем у центробежных насосов.

Вихревые насосы по сравнению с такими же (по размерам и скорости вращения) центробежными насосами развивают в 3-7 раз больший напор, но работают с более низким (в 2-3 раза) кпд. В зарубежной литературе вихревые насосы называются фрикционными, регенеративными, турбулентными, самовсасывающими.

«+»К достоинствам вихревых насосов следует отнести:

-простоту конструкции,

-компактность,

-возможность получения более высоких напоров, чем в центробежных насосах.

«-» Недостатком вихревых насосов является:

-низкий к.п.д. (20-50%), что обусловлено значительными потерями при переносе энергии вихрями

-непригодность для перекачивания вязких жидкостей и жидкостей, содержащих твёрдые взвеси.

Отличительной особенностью вихревых насосов является также резкое возрастание напора и потребляемой мощности с уменьшением производительности.

Лабиринтные насосы отличаются простотой форм рабочих органов и отсутствием механического трения между винтом и втулкой, что позволяет изготавливать эти насосы из различных материалов (пластмасс, керамики, графита, резины и т п.) и применять их для перекачивания различных химически активных сред (например, плавиковой кислоты)

Струйные насосыимеют наиболее широкую область применения и наибольшее разнообразие конструкций. Одним из них является водоструйный насос, действие которого состоит в основном из трёх процессов — преобразования потенциальной энергии рабочей жидкости в кинетическую, обмена количеством движения между частицами рабочей жидкости и подаваемой среды, а также перехода кинетической энергии смеси рабочей и транспортируемой жидкостей в потенциальную.

I-рабочая жидкость

II- перекачиваемая жидкость, III — смесь,

1-сопло, 2-корпус, 3-диффузор

«+» —простота устройства,

-надёжность и долговечность в эксплуатации

-могут быть изготовлены из химически стойких материалов

«-» —кпд не превышает 30%.

-высокий шум при использовании пара в качестве рабочей жидкости

Струйные насосы используют в производствах, где наличие движущихся и трущихся частей недопустимо и лишь в тех случаях, когда допустимо смешение перекачиваемой жидкости с рабочей, используются для подачи воды в паровые котлы.

Объемные насосы

Область применения объемных насосов — сравнительно малые подачи при больших давлениях.

Поршневые насосы отличаются большим разнообразием конструкций и широтой применения. Действие поршневых насосов состоит из чередующихся процессов всасывания и нагнетания, которые осуществляются в цилиндре насоса при соответствующем направлении движения рабочего органа — поршня или плунжера. Эти процессы происходят в одном и том же объёме, но в различные моменты времени.

«+» —сравнительно высокий кпд (0,9)

-независимостью (в принципе) подачи от напора, что позволяет использовать их в качестве дозировочных.

Поршневые насосы могут создавать при нагнетании жидкости давления порядка 100 Мн/м2 (1000 кгс/см2) и более.

«-»-по сравнению с центробежными насосами имеют более сложную конструкцию

-отличаются тихоходностью

-большими габаритами

-массой на единицу совершаемой работы

-неравномерность подачи

Поршневые насосы целесообразно применять при сравнительно небольших подачах и высоких давлениях (в диапазоне 50-1000 атм. и выше), для перекачивания высоковязких, огне- и взрывоопасных жидкостей (паровые насосы), а также при дозировании жидких сред.

Специальные типы поршневых насосов:

Диафрагмовые (мембранные) насосы относятся к поршневым насосом простого действия и применяются для перекачивания суспензий и химически агрессивных жидкостей. Цилиндр и плунжер насоса отделены от перекачиваемой жидкости эластичной перегородкой — диафрагмой (мембраной) из мягкой резины или специальной стали, вследствие чего плунжер не соприкасается с перекачиваемой жидкостью и не подвергается воздействию химически активных сред или эрозии. При движении плунжера вверх диафрагма под действием разности давлений по обе её стороны прогибается вправо, и жидкость всасывается в насос через шаровой клапан. При движении плунжера вниз диафрагма прогибается влево и жидкость через нагнетательный клапан вытесняется в напорный трубопровод. Все части насоса, соприкасающиеся с перекачиваемой жидкостью – корпус, клапанные коробки, шаровые клапаны, изготавливают из кислотостойких материалов или защищают кислотостойкими покрытиями.

Роторные насосы применяются главным образом для осуществления небольших подач жидкости. По особенностям конструкции рабочих органов роторные насосы можно подразделить на зубчатые — шестерённые, винтовые, шиберные, коловратные, аксиально- и радиально-поршневые, лабиринтные. Каждый из них имеет свои разновидности, но объединяющий их признак — общность принципа действия, в основном аналогичного действию поршневых насосов. Зубчатые насосы используют для подачи нефтепродуктов и др. жидкостей без абразивных примесей.

«+»Роторные насосы отличаются отсутствием всасывающего и нагнетательного клапанов, что является их большим преимуществом и упрощает конструкцию.

Винтовые насосы могут быть использованы для перекачивания высоковязких жидкостей, топлив, нефтепродуктов. Эти насосы применяют в области подач до 300 м3/ч и давлений до 175 атм. при скорости вращения до 3 000 об/мин.

Рабочим органом винтового насоса являются ведущий винт 1 и несколько ведомых винтов 2, заключенных в обойму 3, расположенную внутри корпуса 4. Соотношения размеров винтов выбраны таким, что в

Напор насоса: как определить производительность?

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 уровня водяной 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. Мощность потребляемой 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 120 м.

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 понижающий редуктор. 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.

Напор насоса — ТеплоВики — энциклопедия отопления

Материал из ТеплоВики — энциклопедия отоплении

Кривая характеристики насоса

Напор (H) насоса — избыточное давление, создаваемое насосом. Напор измеряется в (м).

Напор

Напор, который должен обеспечить насос, есть сумма геодезической разности высот и потерь напора (= высота потерь) в трубопроводах и арматуре.

Следует учитывать, что при запуске, а затем при эксплуатации, насос меняет свой режим работы. Выбор мощности мотора насоса следует проводить из условий , что он в определенный период времени работает при максимальном нагрузке, например, при H geo max. Рассмотрим, как изменяется эта величина в зависимости от режима работы насоса.

Рассмотрим пример: напорный трубопровод проложен по переменной местности и имеет несколько вершин. При запуске, когда напорный трубопровод пустой, насос должен поднять воду с уровня NN
(–1 м) на высоту NN1 (10 м), а после заполнения трубопровода NN1 – NN2 он должен поднять воду на высоту NN3 (11 м).

В начальный момент времени для заполнения всех участков трубопровода насос должен преодолевать высоту Hgeo max, равную:

Hgeo max = (NN1 – NN) + (NN3 – NN2)

= [10 м – (-1 м)] + (11 м – 5 м)

= 17 м

Когда трубопровод NN – NN 3 заполнится стоками, геодезическая высота уменьшается:

Hgeo = NNA – NN

= 6 м – (-1 м)

= 7 м

Комментарии к расчету геодезических высот:

Если воздух не удаляется из напорного трубопровода, тогда геодезическая высота определяется как сумма высот всех восходящих трубопроводов (участок 1 + участок 3), так как при этом тратится дополнительная энергия на сжатие воздуха в нисходящем участке (участок 2). Поэтому требуется большая энергия для преодоления высотных точек.

При эксплуатации насоса без удаления воздуха из напорного трубопровода: после того как воздух вытесняется из трубопровода, трубопровод наполняется полностью. Поэтому напор, который должен обеспечивать насос, определяется лишь геодезическим перепадом высот Hgeo между выходом/ передаточным резервом NNA и уровнем воды в шахте NN, при котором производится отключение насоса.

Если воздух удаляется из трубопровода, тогда при включении насоса следует учитывать разность между уровнем воды в шахте (точка включения насоса) и самой высокой точкой Hgeo max.

При эксплуатации с удалением воздуха: во время эксплуатации насос работает в том же режиме, что и “без удаления воздуха”.

Для правильного выбора насоса и мотора следует учитывать то, что они могут работать на разных ежимах. Это необходимо сделать, чтобы не допустить выхода насоса или мотора из строя и гарантировать их оптимальную работу.

Определение понятия напора

Форма характеристик насоса. Различная крутизна при идентичном корпусе и рабочем колесе насосов (например, в зависимости от частоты вращения мотора)
Различное изменение подачи и давления

Напор насоса (H) — удельная механическая работа, передаваемая насосом перекачиваемой жидкости.

H=E/G[m]

E = механическая энергия [Н•м]

G = вес перекачиваемой жидкости [Н]

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

Горизонтальная ось (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 Hо 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.

Определение напора на насосе — wiki-fire.org

Характеристики насоса: напор и подача

Ключевые характеристики любого насоса для водоснабжения, отопления или канализации — это напор и подача. Как правило, чтобы подобрать насос под конкретную задачу нужно выяснить именно эти характеристики (помимо напряжения электропитания, производительности, габаритов и т.п.). Проще говоря, перед тем как вплотную заняться подбором насосной установки, необходимо понять какой объём перекачиваемой жидкости и на какую высоту должен быть способен поднять насос, чтобы обеспечить решение поставленной перед ним задачи.

Согласно стандарту EN 12723 одно из основных энергетических понятий центробежных насосов разделяют на понятия напора насоса и напора установки.

Напор насоса – это разность полных удельных энергий жидкости на выходе и входе насоса. Напор пропорционален производительности насоса (PQ), передаваемой от насоса к перекачиваемой среде:

ρ плотность перекачиваемой среды (кг/м3)
g ускорение свободного падения (м/с2)
H напор насоса (м)
Q подача (м3/с)

Сумма мощностей (положительная подводимая мощность, отрицательная отдаваемая мощность) в форме производительности (PQ) в пределах системы равняется нулю. (см. рис. 1 Напор)

Подача насоса (Q) центробежного насоса – это необходимый объем потока, переносимый насосом через его выходное сечение. При расчете подачи насоса необходимо учитывать объем потоков, отводимых из выходного отверстия насоса для других целей (например, байпас).

При заметной сжимаемости перекачиваемой жидкости необходимо производить перерасчет на состояние всасывающего патрубка насоса по следующей формуле: (Qs + Qd)/2. Единица измерения подачи – м3/с, однако общепринятыми в технике центробежных насосов являются м3/ч и л/с. Для измерения подачи существуют различные способы (см. «Измерение скорости протекания»). Существуют разные виды подачи в зависимости от их расположения на кривой напора.

Подачи и их значение:

• Наилучшая (оптимальная) подача (Q opt): подача в рабочей точке наилучшего (наивысшего) КПД, когда частота вращения и количество перекачиваемой жидкости соответствуют договору поставки
• Номинальная подача (QN): подача, рассчитанная для насоса
• Подача в соответствии с договором поставки (QLie): подача, указанная в договоре поставки (подтверждении заказа)
• Наименьшая подача (Qmin): минимально допустимая подача, которую насос может длительно перекачивать без повреждений, при частоте вращения и перекачиваемой жидкости в соответствии с договором поставки
• Максимальная подача (Qmax): максимально допустимая подача, которую насос может длительно перекачивать без повреждений, при частоте вращения и перекачиваемой жидкости в соответствии с договором поставки
• Высшая точка подачи (QSch): подача в высшей точке (относительный максимум кривой напора) нестабильной кривой напора (см.«Характеристическая кривая»)
• Ток разгрузки (QE)
• Расход протечек через зазоры (QL)
• Объемный расход на стороне всаса (Qs): объемный расход через всасывающий патрубок насоса
• Объемный расход на входе (Qe): объемный расход через входное поперечное сечение установки
• Объемный расход с напорной стороны (Qd): объемный расход через нагнетательный патрубок насоса
• Объемный расход на выходе (Qa): объемный расход через выходное сечение установки. (см. рис. 2 Напор)

P.S. Если у Вас возникли вопросы, пожелания, рекомендации — можете писать прямо здесь, в комментариях.

Как выбрать насос? — Обзор

Насос пригодится в любом домашнем хозяйстве. Благодаря ему не придется доставать воду из колодца вручную — легко будет полить лужайку, цветы в саду или овощи в огороде. Кроме того, насос — необходимая составляющая системы доставки воды в дом из собственной скважины.

Важно не только выбрать насос производителя, который зарекомендовал себя как надежный, но и правильно подобрать модель по ее мощности, напору и другим параметрам.

В следующем разделе мы поговорим обо всех видах насосов и их технических характеристиках, а затем предложим вашему вниманию десять отличных моделей, которые можно приобрести в магазинах нашего каталога.

Основные характеристики, на которые стоит обратить внимание

Тип насоса

По типу установки все насосы делятся на погружные и поверхностные.

Поверхностные модели устанавливаются вне источника воды, который находится на глубине примерно до 10 м (например, колодец). Их можно использовать не только для перекачки воды, но и для повышения давления в трубопроводе для обеспечения нормального водоснабжения участка или дома.

Погружные насосы подразумевают погружение корпуса в воду, которую перекачивают. Они пригодятся в тех случаях, когда эта вода находится на большой глубине — например, в скважине. Главный недостаток — необходимость следить за веревкой или тросом, если они используются для опускания насоса вниз, так как в случае их повреждения насос, скорее всего, достать будет невозможно.

Тип погружного насоса

Погружные насосы делятся на скважинные, дренажные, колодезные и фекальные.

Скважинные модели нужны для перекачки воды с большой глубины — до 300 м. Обычно это дорогие устройства, которые требуют бережного обращения и аккуратной установки. Естественно, предварительно понадобится пробурить скважину.

Дренажные насосы нужны для откачки чистой или грязной воды с небольшой глубины — например, для опустошения бассейнов и подвалов после аварий. Также они используются для забора воды из водоемов и резервуаров (например, для полива) или даже для поднятия воды из неглубоких колодцев. Дренжаные насосы невелики, сравнительно дешевы и неприхотливы в эксплуатации.

Колодезные модели обычно предназначены для колодцев небольшой глубины и по конструкции схожи с дренажными. Отверстие у них обычно расположено снизу, что позволяет погружать устройство в воду не полностью и забирать только самую чистую воду. Такие насосы стоят дешевле скважинных и при этом могут быть весьма мощными.

Фекальные насосы похожи на дренажные, но оснащаются специальной режущей насадкой, которая помогает им справляться с большим количеством загрязненной воды. Используются в канализационных системах — в тех случаях, когда их нельзя сделать самотечными.

Тип поверхностного насоса

Поверхностные насосы делятся на циркуляционные, насосные станции, обычные и канализационные установки.

Обычные поверхностные насосы — самовсасывающие и устанавливаются вне источника воды, к которому присоединяются с помощью шланга. Это компактные и дешевые насосы, которые легко переносить с места на место, но глубина забора обычно ограничена 7-9 метрами.

Циркуляционные модели используются в системах отопления — они обеспечивают круговое движение горячей воды. Они могут быть как довольно простыми, так и сложными и дорогими — все зависит от желания, потребностей и возможностей покупателя.

Насосные станции нужны для поддержки постоянного напора воды в системах водоснабжения. Из-за дороговизны они используются значительно реже обычных колодезных или скважинных моделей, но благодаря особой конструкции и многим эксклюзивным функциям (например, автоматическому включению и выключению двигателя) предпочтительны при наличии должного бюджета.

Канализационные установки нужны для отвода сточных вод в канализацию. Они подключаются к раковинам, ванным, стиральным машинам и прочей технике с помощью шлангов, не занимают много места и достаточно просто монтируются. Такие насосы различаются по количеству водозаборных точек: некоторые модели могут работать с несколькими одновременно, другие — по отдельности.

Ротора циркуляционного насоса

Циркуляционные насосы могут быть оборудованы «сухим» или «мокрым» ротором. Первый подразумевает работу с очень большими объемами воды и не погружается в нее, требуя регулярной смазки и ухода. Кроме того, такие модели очень шумны в работе, что ограничивает их использование предприятиями и крупными коттеджами.

«Мокрый» ротор полностью погружается в перекачиваемую воду и смазывается благодаря ей. Такие насосы не так дороги, не так мощны и практически бесшумны, благодаря чему отлично подходят для небольших индивидуальных систем отопления.

Пропускная способность

Одна из главных характеристик любого насоса. Итоговую нужную пропускную способность можно легко посчитать, сложив потребление всех водозаборных точек (например, обычный водопроводный кран отдает около 0.5 м3 воды в час) и умножив сумму на коэффициент запаса, 0.8. Таким образом, дом с туалетом, кухней и ванной обойдется насосом с производительностью в 1.5-3 м3/час.

Максимальный напор

Эта характеристика определяет максимальную высоту водяного столба, на которую насос может подавать воду. Обычно измеряется в метрах или атмосферах (1 атм = 10 м).

Узнать нужный максимальный напор тоже довольно просто — нужно взять расстояние от поверхности воды, добавить к нему высоту самой высокой точки водозабора в доме, добавить к их сумме 10-30 м (стандартное давление в трубопроводе) и умножить все на 1.1 (коэффициент запаса).

Повышение давления

Насосы с функцией повышения давления в основном предназначены для поднятия давления в имеющейся системе водоснабжения в случае возникновения такой необходимости. Чаще всего это циркуляционные модели (повышение на 1 атм) или насосные станции (несколько атмосфер).

Объем гидробака

Гидробаками оснащаются насосы, которые обеспечивают водоснабжение в доме. Запас в гидробаке позволяет в случае аварии и перебоя в водоснабжении еще некоторое время пользоваться водой. Чем этот объем больше, тем лучше: для семьи из двух человек подойдет 20-литровый бак, для семьи из трех-четырех — 40-литровый. Естественно, нужно учитывать и то, насколько часто в вашем районе случаются перебои с подачей воды.

Другие параметры конструкции

Для скважинных насосов важен диаметр — от него также зависит общая производительность устройства. Если уровень потребления не превышает 1.5 м3 в час, достаточно будет насоса диаметром 65-70 мм (диаметр скважины должен быть больше примерно на 5 см). Уровень потребления в 3 м3 в час уже потребует насоса диаметром примерно в 90 мм.

Для подключения насоса используется специальный разъем соединения, диаметр которого должен подходить под другие элементы вашей системы водоснабжения — шланги, трубы и прочее.

Некоторые насосы оснащаются погружным эжектором. Они требуют особого процесса установки (электрическая часть находится сверху и соединяется с эжектором с помощью труб), но могут закачивать воду с очень большой глубины.

Еще один важный параметр — глубина погружения. От нее зависит выбор типа насоса: для закачки воды с глубины 6-7 метров достаточно будет поверхностного насоса, а вот для 8-12 метров нужно использовать дренажный насос. 30 и более метров — территория скважинных моделей. При превышении рассчитанной глубины насос просто не сможет качать воду (кроме того, ему, скорее всего, не хватит длины сетевого кабеля).

Погружные насосы используют два типа выключателей — поплавковые и электронные. Они автоматически следят за уровнем воды и выключают насос в случае его критического снижения. Поплавковые выключатели не так точны, зато дешевы, а электронные используют особые сенсоры и работают более четко.

Вода

Насосы могут предназначаться как для чистой, так и для грязной воды. При перекачке последней нужно учитывать диаметр разъема соединения (для самой грязной речной илистой воды, к примеру, нужно около 20″) и наличие специальной режущей насадки, которая поможет насосу справиться с крупными кусками грязи.

Также нужно помнить об ограничении температуры воды. Далеко не все насосы могут справиться с очень горячей водой — от нее они просто будут отключаться или даже выйдут из строя. У температуры воды есть как верхний, так и нижний пороги — обязательно подумайте о том, воду какой температуры вам будет нужно качать.

Дополнительные функции

Некоторые насосы имеют возможность плавного пуска двигателя. Это позволяет существенно продлить срок службы устройства и устранить гидравлические толчки в трубопроводе, но делает насос более дорогим.

Если ваш насос будет работать постоянно и без наблюдения, лучше присмотреть модель с защитой от перегрева и защитой от сухого хода. В определенных условиях с водой может случиться всякое, а внезапная поломка насоса — не самый приятный инцидент, последствия которого придется расхлебывать долго.

Топ-10 насосов

Одна из самых популярных, мощных и недорогих моделей в своем классе. Особенности: тип насоса: погружной, скважинный пропускная способность: 3.6 м3/час максимальный напор: 75 м номинальная мощность: 1140 Вт диаметр разъема соединения: 1″ вода: чистая, до 35 °C плавный пуск двигателя защита от перегрева

Отличная модель с простым монтажом и хорошей производительностью. Особенности: тип насоса: погружной, колодезный пропускная способность: 3.3 м3/час максимальный напор: 50 м потребляемая мощность: 600 Вт диаметр разъема соединения: 1″ вода: чистая защита от сухого хода

Очень качественный колодезный насос с единственным минусом в виде высокой цены. Особенности: тип насоса: погружной, колодезный пропускная способность: 2.83 м3/час максимальный напор: 30.1 м номинальная мощность: 1070 Вт диаметр разъема соединения: 1″ вода: чистая, до 40 °C защита от перегрева защита от сухого хода

Отличный недорогой погружной насос Karcher. Особенности: тип насоса: погружной, дренажный пропускная способность: 3.8 м3/час максимальный напор: 11 м потребляемая мощность: 400 Вт диаметр разъема соединения: 0.75″ вода: чистая защита от сухого хода

Дорогой, но неприхотливый и выносливый насос, который справится и с чистой, и с грязной водой. Особенности: тип насоса: погружной, дренажный пропускная способность: 15 м3/час максимальный напор: 5 м потребляемая мощность: 1100 Вт диаметр разъема соединения: 1.25″ вода: грязная автоматический контроль уровня воды защита от сухого хода

Довольно дорогой, но мощный, тихий и надежный насос GRUNDFOS. Особенности: тип насоса: поверхностный, обычный пропускная способность: 3.9 м3/час максимальный напор: 33.8 м номинальная мощность: 850 Вт повышение давления диаметр разъема соединения: 1″ вода: чистая, до 35 °C автоматический контроль уровня воды защита от сухого хода защита от перегрева

Не слишком мощная бюджетная модель Wilo. Особенности: тип насоса: поверхностный, обычный пропускная способность: 2.4 м3/час максимальный напор: 9 м потребляемая мощность: 140 Вт повышение давления диаметр разъема соединения: 0.5″ вода: чистая, до 60 °C автоматический контроль уровня воды защита от сухого хода защита от перегрева

Небольшой и достаточно мощный насос, который будет просто установить. Особенности: тип насоса: поверхностный, циркуляционный пропускная способность: 1.5 м3/час максимальный напор: 8 м потребляемая мощность: 118 Вт вода: чистая, до 60 °C автоматический контроль уровня воды защита от сухого хода защита от перегрева

Компактная и мощная канализационная установка с хорошей комплектацией. Особенности: тип насоса: поверхностный, канализационная установка пропускная способность: 14.4 м3/час максимальный напор: 8.5 м потребляемая мощность: 640 Вт диаметр разъема соединения: 1.5″ вода: грязная, до 90 °C

Что такое напор насоса? Чем оно отличается от давления?

При выборе насоса часто возникает много слов, которые могут сбивать с толку и усложнять понимание. В Голландии мы определяем размеры и устанавливаем насосы для применения в санитарно-технических системах и системах высокой чистоты уже более 60 лет. За это время мы пришли к выводу, что наибольший успех достигается тогда, когда наши клиенты знают о своих приложениях, могут предоставить хорошую информацию и могут «проверить факты» наших инженеров по продажам. Одним из наиболее важных факторов при выборе насоса является определение требований к общему напору.Голова — это не совсем то же самое, что давление. В различиях есть нюансы, и этот пост призван объяснить.

Для начала, что такое голова? Предположим, у вас есть насос, предназначенный для подачи воды, зажатой в технологической линии. У вас есть линия всасывания и линия нагнетания, обе проходят горизонтально. Теперь представьте, что вы можете «сдвинуть» нагнетательную линию так, чтобы она поднималась прямо в воздух. Затем включается насос. Когда насос заработает, он переместит жидкость на высоту, измеряемую в футах.Высота, на которую насос может поднять воду, и есть его напор. Это так просто.

На напор влияют условия всасывания? Ответ на этот вопрос — да. Если вы снизите уровень всасывания, измеренный напор будет меньше. Обратное верно, если вы его повысите. Это почему? Ну помпа не очень умная. К нему не подключена электроника, кроме двигателя. Он бездумно дает энергию. Двигатель преобразует электрическую энергию в механическую, и эта механическая энергия используется насосом для передачи этой энергии (давления) жидкости.Если мы повышаем или понижаем уровень всасывания жидкости, мы регулируем потенциальную энергию жидкости. Потенциальная энергия десятифутового столба воды больше, чем потенциальная энергия пятифутового столба воды. Вот почему мы всегда рассчитываем общий требуемый напор на основе пустого всасывающего резервуара, поскольку именно тогда нам понадобится насос для обеспечения максимальной энергии (жидкость не дает нам никакой «помощи» в виде потенциальной энергии, когда бак пуст).

Итак, как производитель насосов может сказать вам, насколько полезен его насос, если он не знает условий всасывания? На самом деле это довольно просто.Они вычитают напор, имеющийся на всасывании, для них напор, полученный на выпуске. Это называется полным напором. При этом не имеет значения, каков уровень всасывающего резервуара, мы знаем, что насос может делать независимо от условий всасывания.

Так в чем же тогда разница между давлением и напором? Хотя некоторые производители насосов используют давление (то есть перепад давления) для характеристики своих насосов, это не самый «точный» способ сделать это. Напор полезен, потому что он оценивает способность насоса выполнять работу.Большинство применений насосов связано с перемещением жидкости на более высокий уровень. Если вам нужно перекачивать жидкость на высоту 30 футов, а напор у помпы не превышает 30 футов, то нет никаких шансов, что она сработает. Вашему насосу потребуется не менее 30 футов плюс потери на трение, чтобы получить требуемый расход в точке нагнетания.

Еще одна приятная особенность напора в том, что он не зависит от типа перекачиваемой жидкости (при условии, что вязкость относительно низкая и похожа на вязкость воды). Независимо от того, перекачиваете ли вы воду или тяжелый щелочной раствор, достигаемый напор будет одинаковым.Однако давление на выходе из насоса будет выше для более тяжелого раствора. Соотношение между напором и давлением можно охарактеризовать следующей формулой:

P = 0,434h * SG

или

H = 2.31p / SG

Где p = давление (фунт / кв. Дюйм)

H = напор (фут)

And SG = Удельный вес перекачиваемой жидкости

Как показывает эта формула, используя напор, мы можем учесть плотность или вес продукта и точно определить требования к напору для разгрузки.Мы не сможем сделать это, просто посмотрев на манометр.

В Голландии при выборе насосов мы стараемся определить насос, у которого общий напор на выходе соответствует расходу, требуемому заказчиком. Это несложно установить, и у нас есть собственное программное обеспечение, которое помогает нам рассчитать потери на трение. Потери на трение зависят от длины и диаметра трубы, по которой течет жидкость. Простое обсуждение поможет нам определить основную составляющую полного напора / давления — статический напор — и вычислить другие источники потерь энергии.

Надеюсь, этот пост проливает свет на тонкую разницу между напором и давлением. Если вам нужна помощь с вашим следующим применением насоса или у вас есть дополнительные вопросы по гидростатическому напору жидкости, свяжитесь с инженером по продажам из Голландии сегодня.

Нравится:

Нравится Загрузка …

.

КАК спроектировать насосную систему

предыдущее

Общий напор

Производители пошли дальше: величина давления, которое может создать насос, будет зависеть от плотности жидкости, для раствора соленой воды, который плотнее чистой воды, давление будет выше для того же скорость потока. Опять же, производитель не знает, какой тип жидкости находится в вашей системе, поэтому критерий, не зависящий от плотности, очень полезен. Есть такой критерий, и он называется ОБЩИЙ НАПОР, и он определяется как разница в напоре между входом и выходом насоса.

Вы можете измерить головку выпуска путем прикрепления трубки к нагнетательной стороне насоса и измерению высоты жидкости в трубке относительно всасывания насоса. Для обычного домашнего насоса трубка должна быть достаточно высокой. Если давление нагнетания составляет 40 фунтов на квадратный дюйм, трубка должна иметь высоту 92 фута. Это непрактичный метод, но он помогает объяснить, как напор соотносится с общим напором и как напор соотносится с давлением. Вы сделаете то же самое для измерения высоты всасывания.Разница между ними — общий напор насоса.

Рисунок 25

Жидкость в измерительной трубке на стороне нагнетания или всасывания насоса будет подниматься на одинаковую высоту для всех жидкостей независимо от плотности. Это довольно удивительное заявление, и вот почему. Насос ничего не знает о голове, голова — это понятие, которое мы используем, чтобы облегчить себе жизнь. Насос создает давление, а разница в давлении на насосе представляет собой количество энергии давления, доступной для системы.Если жидкость плотная, такая как, например, солевой раствор, на выходе насоса будет создаваться большее давление, чем если бы жидкостью была чистая вода. Сравните два резервуара одинаковой цилиндрической формы, одинакового объема и уровня жидкости, резервуар с более плотной жидкостью будет иметь более высокое давление внизу. Но статический напор поверхности жидкости относительно дна такой же. Общий напор ведет себя так же, как статический напор, даже если жидкость более плотная, общий напор по сравнению с менее плотной жидкостью, такой как чистая вода, будет таким же.Это удивительный факт, посмотрите этот эксперимент на видео, которое демонстрирует эту идею в действии .

По этим причинам производители насосов выбрали общий напор в качестве основного параметра, описывающего доступную энергию насоса.

Какая связь между напором и общим напором?

Общий напор — это высота, на которую жидкость поднимается на стороне нагнетания насоса, за вычетом высоты, на которую она поднимается на стороне всасывания (см. Рисунок 25).Почему меньше высота на стороне всасывания? Потому что нам нужна только энергия насоса, а не энергия, которая ему подводится.

Что такое единица измерения головы? Сначала разберемся с единицей энергии. Энергия может быть выражена
в фут-фунтах, что представляет собой количество силы, необходимой для поднятия объекта, умноженное на
вертикальное расстояние. Хороший пример — поднятие тяжестей. Если вы поднимете на 100 фунтов (445 Ньютонов)
6 футов (1,83 м), требуемая энергия составляет 6 x 100 = 600 фут-фунт-сила (814 Н-м).

Напор определяется как энергия, деленная на вес перемещаемого объекта. Для штангиста энергия делится
на смещенный вес составляет 6 x 100/100 = 6 футов (1,83 м), поэтому количество энергии на фунт
гантель, которую должен предоставить штангист, составляет 6 футов. Это не очень полезно знать
для штангиста, но мы увидим, насколько он полезен для вытеснения жидкостей.

Рисунок 26

Возможно, вам будет интересно узнать, что 324 фут-фунта энергии эквивалентны 1 калории.Это означает, что наш тяжелоатлет тратит 600/324 = 1,8 калории каждый раз, когда он поднимает этот вес на 6 футов, не так много.

На следующем рисунке показано, сколько энергии требуется для вертикального вытеснения одного галлона воды.

Рисунок 27

На следующем рисунке показано, сколько напора требуется для выполнения той же работы.

Рисунок 28

Если мы используем энергию, чтобы описать, сколько работы нужно сделать насосу, чтобы вытеснить объем жидкости
нам нужно знать вес.Если мы используем голову, нам нужно знать только вертикальное расстояние движения.
Это очень полезно для жидкостей, потому что перекачивание — это непрерывный процесс, обычно когда вы перекачиваете
оставьте насос включенным, вы не запускаете и не останавливаете насос на каждый фунт вытесненной жидкости.
Мы в основном заинтересованы в установлении непрерывного расхода.

Другой очень полезный аспект использования головы заключается в том, что перепад высот или статический напор
может использоваться как одна часть значения общего напора, а другая часть — напор трения как
показано на следующем рисунке.Один показывает фрикционную головку на стороне нагнетания, а другой — фрикционную головку на стороне всасывания.

Какой статический напор необходим для перекачки воды с первого этажа на второй или на 15 футов вверх? Помните, что вы также должны учитывать уровень воды во всасывающем баке. Если уровень воды на 10 футов ниже всасывающего патрубка насоса, то статический напор будет 10 + 15 = 25 футов. Следовательно, общий напор должен быть не менее 25 футов плюс потеря напора на трение жидкости, движущейся по трубам.

Рисунок 29

Как определить высоту трения

Напор трения — это величина потерь энергии из-за трения жидкости, движущейся по трубам и фитингам. Требуется сила, чтобы переместить жидкость против трения, точно так же, как сила требуется для подъема груза. Сила действует в том же направлении, что и движущаяся жидкость, и энергия расходуется. Точно так же, как напор рассчитывался для подъема определенного веса, напор трения рассчитывается как сила, необходимая для преодоления трения, умноженная на смещение (длина трубы), деленная на вес вытесненной жидкости.Эти расчеты были выполнены для нас, и вы можете найти значения потерь напора на трение в Таблице 1 для различных размеров труб и расходов.

Таблица 1

Загрузите версию для печати (британские или метрические единицы).

В таблице 1 приведены расход и потери напора на трение для воды, движущейся по трубе при
типичная скорость 10 футов / с. В качестве целевой скорости я выбрал 10 футов / с, потому что она не слишком большая.
который создаст большое количество трения и не будет слишком маленьким, что замедлит работу.Если скорость меньше, то потери на трение будут меньше, а если скорость выше, потери будут
быть больше, чем указано в Таблице 1. Для всасывающей стороны насоса желательно быть более консервативными и иметь размер трубы для
более низкая скорость, например от 4 до 7 футов в секунду. Вот почему вы обычно видите большую трубу
размер на стороне всасывания насоса, чем на нагнетании. Практическое правило — сделать всасывающую трубу
того же размера или на один размер больше всасывающего патрубка.

Зачем беспокоиться о скорости, недостаточно информации, чтобы описать движение жидкости через
система. Это зависит от сложности вашей системы, если выпускная труба имеет постоянный диаметр, то
хотя скорость на выходе будет такой же. Затем, если вы знаете расход на основе таблиц потерь на трение,
вы можете рассчитать потери на трение только по расходу. Если диаметр выпускного трубопровода изменяется, то
скорость будет изменяться при той же скорости потока, и более высокая или более низкая скорость означает более высокую или меньшую
потери на трение в этой части системы.Затем вам нужно будет использовать скорость для расчета
потеря напора на трение в этой части трубы. Вы можете найти здесь калькулятор скорости веб-приложения
https://www.pumpfundamentals.com/web-apps.htm

Если вы хотите увидеть диаграмму расхода для 5 фут / с (британская или метрическая ) и 15 фут / с (британская или метрическая ), загрузите их здесь.

Для тех из вас, кто хотел бы провести свои собственные вычисления скорости, вы можете загрузить формулы и пример расчета здесь .

Те, кто желает произвести расчеты трения трубы, могут скачать пример здесь.

Веб-приложение для определения потерь на трение в трубе доступно здесь https://www.pumpfundamentals.com/web-apps.htm

Производительность или характеристика насоса

Характеристическая кривая насоса похожа на предыдущую кривую, которую я также назвал характеристической кривой, которая показывает взаимосвязь между давлением нагнетания ипоток (см. рисунок 21). Как я уже упоминал, это непрактичный способ описания производительности, потому что вам нужно знать давление всасывания, используемое для построения кривой. На рисунке 30 показана типичная кривая зависимости полного напора от расхода. Это тип кривой, которую все производители насосов публикуют для каждой модели насоса для данной рабочей скорости.

Не все производители предоставят вам кривую характеристик насоса. Однако кривая действительно существует, и если вы будете настаивать, вы, вероятно, сможете ее получить.Как правило, чем больше вы платите, тем больше технической информации вы получаете.

Рисунок 30

Как выбрать центробежный насос

Маловероятно, что центробежный насос, купленный в готовом виде, точно удовлетворит ваши требования к расходу. Полученная скорость потока зависит от физических характеристик вашей системы, таких как трение, которое зависит от длины и размера труб, а также от перепада высот, который зависит от здания и местоположения.Производитель насоса не может знать, какими будут эти ограничения. Вот почему купить центробежный насос сложнее, чем купить поршневой насос прямого вытеснения, который будет обеспечивать его номинальный расход независимо от того, в какой системе вы его устанавливаете.

Основными факторами, влияющими на производительность центробежного насоса, являются:

— трение, которое зависит от длины трубы и диаметра

— статический напор, зависящий от разницы высоты выхода конца трубы отвысота поверхности жидкости всасывающего бака

— вязкость жидкости, если жидкость отличается от воды.

Для выбора центробежного насоса необходимо выполнить следующие действия:

1. Определите расход

Чтобы определить размер и выбрать центробежный насос, сначала определите расход. Если вы владелец дома, выясните, кто из ваших потребителей воды является самым крупным потребителем. Во многих случаях это будет ванна, для которой требуется примерно 10 галлонов в минуту (0.6 л / с). В промышленных условиях расход часто зависит от уровня производства на предприятии. Выбор правильного расхода может быть таким же простым, как определение того, что требуется 100 галлонов в минуту (6,3 л / с) для заполнения резервуара за разумный промежуток времени, или расход может зависеть от некоторого взаимодействия между процессами, которое необходимо тщательно проанализировать.

2. Определите статический напор

Это вопрос измерения высоты между поверхностью жидкости всасывающего бака и высотой конца выпускной трубы или отметкой поверхности жидкости нагнетательного бака.

3. Определить фрикционную головку

Высота трения зависит от расхода, размера и длины трубы. Это рассчитывается на основе значений в таблицах, представленных здесь (см. Таблицу 1). Для жидкостей, отличных от воды, вязкость будет важным фактором, и таблица 1 не применима.

4. Рассчитать общий напор

Полный напор — это сумма статического напора (помните, что статический напор может быть положительным или отрицательным) и напора трения.

5. Выбрать насос

Вы можете выбрать насос на основе информации каталога производителя насоса, используя требуемый общий напор и расход, а также пригодность для применения.

Пример расчета общего напора

Пример 1 — Подбор насоса для приложения владельца дома

Опыт подсказывает мне, что для наполнения ванны за разумное время требуется скорость потока 10 галлонов в минуту.Согласно Таблице 1, размер медных трубок должен быть где-то между 1/2 «и 3/4», я выберу 3/4 «. Я спроектирую свою систему так, чтобы от насоса была медная трубка 3/4». распределителя, будет отвод 3/4 дюйма от этого распределителя на первом этаже до уровня второго этажа, где расположена ванна. На всасывании я буду использовать трубу диаметром 1 дюйм, всасывающую трубу 30 футов в длину (см. рисунок 30).

Рисунок 31

Потери на трение на стороне всасывания насоса

Согласно расчету или использованию таблиц, которые здесь не представлены, потери на трение для 1-дюймовой трубы имеют потери на трение, равные 0.068 футов на фут трубы. В данном случае расстояние составляет 30 футов. Потери на трение в футах тогда составляют 30 x 0,068 = 2,4 фута. В фитингах есть некоторые потери на трение, предположим, что консервативная оценка составляет 30% от потерь напора на трение трубы, потеря напора на трение фитингов составляет = 0,3 x 2,4 = 0,7 фута. Если на всасывающей линии установлен обратный клапан, потери на трение обратного клапана должны быть добавлены к потерям на трение в трубе. Типичное значение потерь на трение для обратного клапана составляет 5 футов.Для струйного насоса не требуется обратный клапан, поэтому я предполагаю, что на всасывании этой системы нет обратного клапана. Суммарные потери на трение на стороне всасывания тогда составляют 2,4 + 0,7 = 3,1 фута.

Потери на трение для 1-дюймовой трубы при 10 галлонах в минуту можно найти в справочнике Cameron Hydraulic, отрывок из которого приведен на следующем рисунке:

Потери на трение на нагнетательной стороне насоса

Согласно расчету или использованию таблиц, которые здесь не представлены, потери на трение для трубы 3/4 дюйма имеют потери на трение, равные 0.23 фута на фут трубы. В этом случае расстояния составляют 10 футов пробега на главном распределителе и еще 20 футов от главного распределителя до ванны, общая длина составляет 30 футов. Потери на трение в футах тогда составляют 30 x 0,23 = 6,9 футов. В фитингах есть некоторые потери на трение, предположим, что консервативная оценка составляет 30% от потерь напора на трение трубы, потеря напора на трение фитингов составляет = 0,3 x 6,9 = 2,1 фута. Суммарные потери на трение на стороне нагнетания тогда составляют 6,9 + 2,1 = 9 футов.

Потери на трение для трубы 0,75 дюйма при 10 галлонах в минуту можно найти в справочнике Cameron Hydraulic, отрывком из которого является следующий рисунок:

Суммарные потери на трение для трубопровода в системе составляют 9 + 3,1 = 12,1 футов.

Статический напор согласно рисунку 41 составляет 35 футов. Следовательно, общий напор составляет 35 + 12,1 = 47 футов. Теперь мы можем пойти в магазин и купить насос с общим напором не менее 47 футов при 10 галлонах в минуту.Иногда общий напор называют общим динамическим напором (T.D.H.), он имеет то же значение. Рейтинг помпы должен быть максимально приближен к этим двум цифрам, но при этом не надоедает. В качестве ориентира допускайте отклонение от общего напора на плюс или минус 15%. В потоке вы также можете разрешить вариации, но в итоге вы можете заплатить больше, чем вам нужно.

Для тех из вас, кто хотел бы произвести собственный расчет трения фитингов, загрузите пример расчета здесь .

Какая мощность насоса? Производитель оценивает насос по его оптимальному общему напору и расходу, эта точка также известна как точка наилучшего КПД или B.E.P .. При таком расходе насос работает максимально эффективно, а вибрация и шум минимальны. Конечно, насос может работать при других расходах, выше или ниже номинальных, но срок службы насоса пострадает, если вы будете работать слишком далеко от его нормального номинала. Поэтому в качестве ориентира стремитесь к максимальному отклонению плюс-минус 15% от общего напора.

См. Еще один пример конструкции и расчетов новой фонтанной насосной системы

Рисунок 32

Примеры обычных бытовых систем водоснабжения

На следующем рисунке показана типичная небольшая бытовая система водоснабжения.Желтый бак — это аккумулятор.

На следующих рисунках показаны различные распространенные водяные системы и указаны статический напор, высота трения и общий напор насоса.

Рассчитайте давление нагнетания насоса по общему напору насоса

Чтобы рассчитать давление на дне бассейна, вам необходимо знать высоту воды над вами.Неважно, бассейн это или озеро, высота — это то, что определяет, какой вес жидкости выше, и, следовательно, давление.

Давление равно силе, деленной на поверхность. Часто выражается в фунтах на квадратный дюйм или фунтах на квадратный дюйм. Сила — это вес воды. Плотность воды составляет 62,3 фунта на кубический фут.

Вес воды в резервуаре A равен плотности, умноженной на ее объем.

Объем резервуара равен площади поперечного сечения A, умноженной на высоту H.

Площадь поперечного сечения равна пи, умноженному на квадрат диаметра, разделенный на 4.

Площадь поперечного сечения резервуара А составляет:

Объем V равен A x H:

Вес воды W _A составляет:

Следовательно, давление:

Это давление в фунтах на квадратный фут, требуется еще один шаг, чтобы получить давление в фунтах на квадратный дюйм или psi.12 дюймов в одном футе, следовательно, 12×12 = 144 дюйма в квадратном футе.

Давление p на дне резервуара A в фунтах на кв. Дюйм составляет:

Если вы выполните расчет для резервуаров B и C, вы получите точно такой же результат: давление на дне всех этих резервуаров составляет 4,3 фунта на квадратный дюйм.

Общая зависимость давления от высоты резервуара:

SG или удельный вес — это еще один способ выражения плотности, это отношение плотности жидкости к плотности воды, так что вода будет иметь SG = 1.Более плотные жидкости будут иметь значение больше 1, а более легкие жидкости — меньше 1. Полезность удельного веса заключается в том, что он не имеет единиц измерения, поскольку он является сравнительной мерой плотности или соотношением плотностей, поэтому удельный вес будет иметь такое же значение. независимо от того, какую систему единиц измерения мы используем, британскую или метрическую

Для тех из вас, кто хотел бы увидеть, как обнаруживается эта общая взаимосвязь, перейдите к Приложению E в pdf-версии этой статьи .

Мы можем измерить голова на нагнетательной стороне насоса, подключив трубку и измерение высоты жидкости в трубке.Поскольку на самом деле трубка представляет собой лишь узкий резервуар, мы можем использовать уравнение зависимости давления от высоты резервуара.

для определения давления нагнетания. В качестве альтернативы, если мы установим манометр на выходе насоса, мы сможем рассчитать напор на выходе.

Мы можем рассчитать давление нагнетания насоса на основе общего напора, который мы получаем из характеристической кривой насоса. Этот расчет полезен, если вы хотите устранить неполадки в насосе или проверить, производит ли он количество энергии давления, указанное производителем при вашей рабочей скорости потока.

Рисунок 37

Например, если характеристика насоса такая, как показано на рисунке 39, а расход в системе составляет 20 галлонов в минуту. Тогда общий напор составляет 100 футов.

Установка, показанная на рис. 37, представляет собой бытовую систему водоснабжения, которая забирает воду из неглубокого колодца на 15 футов ниже уровня всасывания насоса.

Насос должен будет создать подъемную силу, чтобы поднять воду до всасывающего патрубка.Это означает, что давление на всасывании насоса будет отрицательным (относительно атмосферного).

Почему это давление меньше атмосферного или низкое? Если вы возьмете соломинку, наполните ее водой, накройте один конец кончиком пальца и переверните его вверх дном, вы заметите, что жидкость не выходит из соломки, попробуйте! Жидкость тянется вниз под действием силы тяжести и создает низкое давление под вашим пальцем. Жидкость поддерживается в равновесии, потому что низкое давление и вес жидкости точно уравновешиваются силой атмосферного давления, направленной вверх.

То же явление происходит при всасывании насоса, который всасывает жидкость из нижнего источника. Как и в соломе, давление рядом с всасывающим патрубком насоса должно быть низким, чтобы жидкость поддерживалась.

Для расчета напора на нагнетании мы определяем общий напор по характеристической кривой и вычитаем это значение из напора на всасывании, это дает напор на выпуске, который затем преобразуется в давление.

Мы знаем, что насос должен создавать подъемную силу на 15 футов на всасывании насоса, подъем — отрицательный статический напор. Фактически он должен быть немного больше 15 футов, потому что из-за трения потребуется более высокая высота всасывания. Но давайте предположим, что труба большого размера и потери на трение невелики.

Рисунок 39

ОБЩАЯ НАПОР = 100 = H _D — H _S

или

H _D = 100 + H _S

Общий напор равен разнице между напором на нагнетании H _D и напором на всасывании H _S .H _S равно –15 футов, потому что это лифт, следовательно:

H _D = 100 + (-15) = 85 футов

Давление нагнетания будет:

Теперь вы можете проверить свой насос, чтобы убедиться, что измеренное давление нагнетания соответствует прогнозу. Если нет, возможно, с помпой что-то не так.

Примечание: вы должны быть осторожны в месте расположения манометра, если он намного выше, чем всасывание насоса, скажем, выше 2 футов, вы увидите меньшее давление, чем на самом деле в насосе.Также следует учитывать разницу в скорости нагнетания насоса и всасывания, но обычно она небольшая.

Компания по производству насосов Goulds предлагает очень хорошее руководство по выбору размеров насосов для бытовых систем водоснабжения .
Попробуйте найти другой подход к этой теме.

назад в начало

Авторское право 2019, PumpFundamentals.com
,

Напор, насос — Большая химическая энциклопедия

Вместимость. Насосы имеют определенную производительность Q, иногда называемую расходом, которую можно измерить непосредственно с помощью Вентури, диафрагмы (11) или магнитных счетчиков (12) (см. Измерение расхода). Часто используется косвенный способ определения емкости. Хотя этот метод менее точен, чем использование расходомера, часто это единственный метод, доступный в этой области. Общий напор измеряется, и производительность определяется исходя из напора — производительности (кривая H (рис.2). В последнее время стали использоваться звуковые расходомеры (13), которые можно устанавливать на трубопроводе без необходимости демонтажа труб. Эти измерители просты в использовании, но для надежных измерений требуются относительно чистые однофазные HQID. [Стр.288]

Зав. Значение tme полного развиваемого напора насоса H — это количество энергии, получаемой единицей массы за единицу времени (14). Эта концепция прослеживается до компрессоров и вентиляторов, где инженеры работают с энтальпией, близкой к концепции общей энергии.Однако из-за почти несжимаемой природы Hquids можно упростить приведение энтальпии к более простой форме — уравнению Бернулли, как показано в уравнениях 1–3, где g — гравитационная постоянная, SG — удельный вес, y — величина эквивалент плотности, — высота всасывания, — высота нагнетания, а H — напор насоса, т. е. разница между H и H. [Pg.288]

Рис. 3. Определение переменных, используемых для определения напора насоса где (-) обозначает позиции для измерения.См. Текст (уравнения 1–3).

ИНЖИР. 29-59 Напор-мощность и мощность турбины рекуперации мощности, работающей в качестве единственного привода бедного насоса. Если общая производительность насосов для бедной и полулегкой смеси превышает значения, указанные в доступном предельном напоре, необходимо использовать байпас. Чистый напор насоса рекуперации при 8,71 мВмин (2300 галлонов / мин) рассчитывается следующим образом … [Pg.2530]

Низкий напор насоса Увеличьте давление при исходном давлении., Убедитесь, что конструкция насоса обеспечивает необходимое давление. Проверьте наличие ограничений в линиях всасывания и нагнетания. CCPS G-23 … [Стр.79]

РАСЧЕТ ГОЛОВКИ НАСОСА С ОТРИЦАТЕЛЬНЫМ ДАВЛЕНИЕМ НА ВСАСЫВАНИИ … [Стр.507]

В зависимости от распыления давление и сопротивление фильтра, трубопровода и клапана, напор обычно находится в диапазоне от 16 до 24 м. [Pg.721]

Эта полная потеря давления не обязательно требуется при определении потерь на трение в системе. Это необходимо при определении требований к гравитационному потоку или напору для всей системы.[Стр.64]

Общий напор — давление на выходе насоса в результате преобразования входящей механической энергии в кинетическую и потенциальную энергию. Это полная энергия, переданная жидкости насосом. Напор, ранее известный как общий динамический напор, выражается в футах перекачиваемой жидкости. [Стр.180]

Для системы, показанной на Рисунке 3-39, общий требуемый напор насоса составляет … [Стр.198]

Чтобы предотвратить / уменьшить нежелательную конденсацию в насосе, в насосе просверливается небольшое отверстие. головка насоса для впуска воздуха или другого технологического неконденсируемого газа (газового балласта) во второй части такта сжатия.Это происходит, когда сжимаемый пар изолируется поршнем от впускного отверстия. За счет снижения парциального давления конденсируемых паров предотвращается конденсация. Очевидно, это может снизить производительность насоса, поскольку утечка через уплотнения позволяет балласту газа разбавлять всасываемый объем всасываемого газа ba, se. Для большинства технологических процессов эффект этой утечки незначителен, если только всасывание вакуумной системы не ниже 1 торр [22]. [Стр.397]

Возможное уменьшение напора насоса (напр.грамм. Замена брызгозащитного фильтра на пленочный с высокой плотностью может сэкономить электроэнергию, установив новый пакет в нижней части бывшей зоны разбрызгивания и опуская впускное отверстие насоса). Если используется правильная конструкция, возможно … [Pg.530]

Так как вход масляного насоса находится под давлением в поддоне (всасывании), манометр на выходе насоса покажет полное давление в этой точке выше атмосферный, т.е. всасывание (манометр) плюс напор насоса. Любой элемент определения истинного давления масляного насоса должен определять давление на всасывании и на выходе из насоса и преобразовывать разницу.Защитные отверстия для масла имеют трубопроводные соединения с обеих сторон масляного насоса, а два внутренних сильфона расположены напротив, чтобы измерить разницу. [Стр.107]

Образование пузырьков пара в быстро текущей или турбулентной воде, вызывающее риск отказа насоса и эрозии и / или коррозии. Из-за увеличения скорости на головке насоса, что приводит к локальному снижению давления и последующему схлопыванию пара в пустоты или полости. Если температура FW высока (возможно, выше 195-205 ° F), скорость насоса может снизить давление паров FW ниже значения, соответствующего температуре жидкости, и может возникнуть кавитация, сопровождаемая некоторым шумом.Предупреждение о серьезной кавитации насоса часто обозначается сильным шумом. [Pg.722]

Альтернативный подход к удалению импульсов накачки, который, вероятно, является более успешным, но, как и следовало ожидать, более дорогим, — это использование сдвоенных головок насоса. В двухголовом насосе один … [Pg.134]

.

NPSH — Чистый положительный напор на всасывании

Низкое давление на всасывающей стороне насоса может привести к закипанию жидкости с

• сниженной эффективностью
• кавитацией
• в результате повреждением

насоса. Кипение начинается, когда давление в жидкости снижается до давления пара жидкости при фактической температуре.

Для характеристики потенциала кипения и кавитации разница между

• полным напором на всасывающей стороне насоса — рядом с рабочим колесом и
• давлением пара жидкости при фактической температуре

может использоваться.

Высота всасывания

На основе уравнения энергии — высота всасывания в жидкости рядом с рабочим колесом ^*) может быть выражена как сумма статического и скоростного напора :

h _с = p _с / γ _{жидкость} + v _с ² /2 г (1)

где

h _с = высота всасывания близко к рабочее колесо (м, дюйм)

p _s = статическое давление в жидкости вблизи рабочего колеса (Па (Н / м ² ), фунт / дюйм2 (фунт / дюйм ² ))

γ _{жидкость} = удельный вес жидкости (Н / м ³ , фунт / фут ³ )

v _s = скорость o f жидкость (м / с, дюйм / с)

g = ускорение свободного падения (9.81 м / с ² , 386,1 дюйм / с ² )

^*) Мы не можем измерить высоту всасывания «близко к крыльчатке». На практике мы можем измерить напор на всасывающем фланце насоса. Имейте в виду, что — в зависимости от конструкции насоса — вклад в значение NPSH от всасывающего фланца до рабочего колеса может быть значительным.

Напор жидкого пара

Напор жидкого пара при фактической температуре может быть выражен как:

h _v = p _v / γ _пар (2)

где

h _v = высота пара (м, дюйм)

p _v = давление пара (м, дюйм)

γ _пар = удельный вес пара (Н / м ³ , фунт / фут ³ )

Примечание! Давление пара в жидкости зависит от температуры.Вода, наша самая распространенная жидкость, начинает кипеть при температуре 20 ^o C , если абсолютное давление составляет 2,3 кН / м ² . Для абсолютного давления 47,5 кН / м ² вода начинает закипать при 80 ^o C . При абсолютном давлении 101,3 кН / м ² (нормальная атмосфера) кипение начинается при 100 ^o C .

Чистый положительный напор на всасывании — NPSH

Чистый положительный напор на всасывании — NPSH — можно определить как

• разницы между всасывающим напором и
• напором пара жидкости

и можно выразить как

NPSH = h _s — h _v (3)

или, комбинируя (1) и (2)

NPSH = p _s / γ + v _s ² /2 g — p _v / γ (3b)

где

NPSH = чистый положительный напор на всасывании (м, дюйм)

Доступный NPSH — NPSH _a или NPSHA

Чистая положительная высота всасывания, доступная от приложения к стороне всасывания насоса, часто называется г NPSH _а .NPSH _a можно оценить во время проектирования и конструирования системы или определить экспериментально путем тестирования реальной физической системы.

Доступный NPSH _a можно оценить с помощью уравнения энергии.

Для общего применения — когда насос поднимает жидкость из открытого резервуара с одного уровня на другой, энергия или напор на поверхности резервуара такие же, как энергия или напор перед рабочим колесом насоса, и могут быть выражены как:

h ₀ = h _s + h _l (4)

где

h ₀ = напор на поверхности (м, дюйм)

ч _с = напор перед рабочим колесом (м, дюйм)

h _л = напор потери от поверхности до рабочего колеса — основные и незначительные потери во всасывающей трубе (м, дюйм)

В открытом резервуаре напор на поверхности может быть выражен как:

h ₀ = 9 0041 p ₀ / γ = p _атм / γ (4b)

Для закрытого резервуара под давлением необходимо использовать абсолютное статическое давление внутри резервуара.

Напор перед рабочим колесом может быть выражен как:

h _s = p _s / γ + v _s ² /2 g + h _e ( 4c)

, где

h _e = высота от поверхности до насоса — положительное значение, если насос находится над резервуаром, отрицательное значение, если насос находится ниже резервуара (м, дюйм)

Преобразование (4) с помощью (4b) и (4c):

p _атм / γ = p _s / γ + v _s ² /2 g + h _e + h _l (4d)

Напор перед рабочим колесом можно выразить как:

p _s / γ + v _s ² /2 g = p _атм / γ — h _e — h _l (4e)

или как имеющийся NPSH _a :

NPSH _a = p _атм / γ — h _e — h _l — p _v / γ (4f)

где

NPSH _a = Доступный чистый положительный напор на всасывании (м, дюйм)

Доступный NPSH _a — Насос находится над резервуаром

Если насос расположен над резервуаром, высота — h _e — составляет положительный и NPSH _a уменьшается, когда высота насоса увеличивается (подъем насоса).

На определенном уровне NPSH _a будет уменьшено до нуля, и жидкость начнет испаряться.

Доступный NPSH _a — Насос находится ниже резервуара

Если насос расположен ниже резервуара, высота — h _e — является отрицательной, а NPSH _a увеличивается, когда высота подъема насоса уменьшается (опускание насоса).

Всегда можно увеличить NPSH _и , опустив насос (при условии, что большая и незначительная потеря напора из-за более длинной трубы не увеличивает его больше). Примечание! Очень важно — и часто — опускать насос при перекачивании жидкости, близкой к температуре испарения.

Требуемый NPSH — NPSH _r или NPSHR

NPSH _r , называемый чистой высотой всасывания в соответствии с требованиями насоса для предотвращения кавитации для безопасной и надежной работы насоса.

Требуемый NPSH _r для конкретного насоса обычно определяется экспериментально производителем насоса и частью документации на насос.

Доступный NPSH _a системы всегда должен превышать требуемый NPSH _r насоса, чтобы избежать парообразования и кавитации проушины рабочего колеса. Доступные значения NPSH _и в целом должны быть значительно выше, чем требуемые NPSH _r , чтобы избежать потери напора во всасывающем трубопроводе и в корпусе насоса, локальных ускорений скорости и уменьшения давления, начала кипения жидкости на поверхности крыльчатки.

Обратите внимание, что требуемый NPSH _r увеличивается пропорционально квадрату емкости.

Насосы с рабочими колесами двойного всасывания имеют более низкий NPSH _r , чем насосы с рабочими колесами одностороннего всасывания. Насос с рабочим колесом двойного всасывания считается гидравлически сбалансированным, но он подвержен неравномерному потоку с обеих сторон из-за неправильной работы трубопроводов.

Пример — откачка воды из открытого резервуара

При подъеме насоса, расположенном над резервуаром (подъем насоса), жидкость начинает испаряться на стороне всасывания насоса при максимальной высоте для фактической температуры перекачка жидкости.

На максимальной высоте NPSH равно нулю. Таким образом, максимальная высота может быть выражена изменением (4f) на:

NPSH _a = p _атм / γ — h _e — h _l — p _v / γ

= 0

Для оптимальных теоретических условий мы пренебрегаем большими и малыми потерями напора. Высота подъема тогда может быть выражена как:

h _e = p _атм / γ — p _v / γ (5)

Максимальная высота — или высота всасывания — для Открытый резервуар зависит от атмосферного давления, которое, как правило, можно считать постоянным, и давления пара жидкости, которое обычно зависит от температуры, особенно для воды.

Абсолютное давление пара воды при температуре 20 ^o C составляет 2,3 кН / м ² . Таким образом, максимальная теоретическая высота насоса при перекачивании воды при 20 ^o C составляет:

h _e = (101,33 кН / м ² ) / (9,80 кН / м ³ ) — (2,3 кН / м ² ) / (9,80 кН / м ³ )

= 10,1 м

Из-за потери напора во всасывающем трубопроводе и местных условий внутри насоса — теоретическое максимальная высота обычно значительно снижается.

Максимальная теоретическая высота насоса над открытым резервуаром при различных температурах воды указана ниже.

Высота всасывания и уменьшение высоты всасывания для воды и температуры

Высота всасывания для воды — или макс. высота насоса над поверхностью воды — зависит от температуры воды — как указано ниже:

Примечание! — как указано в таблице выше, перекачка горячей воды затруднена. Для ограничения кавитации в системе горячего водоснабжения

• установите насос в самое нижнее положение
• , если возможно — увеличьте статическое давление в системе
• увеличьте размер и упростите трубопровод на всасывающей стороне насоса, чтобы ограничить трение и динамические потери

Снижение подъема всасывания для воды и высоты

Перекачка углеводородов

Обратите внимание, что спецификации NPSH, предоставленные производителями, в основном, предназначены для использования с холодной водой .Для углеводородов эти значения должны быть уменьшены, чтобы учесть свойства выделения паров сложных органических жидкостей.

Напор, развиваемый насосом, не зависит от жидкости, и кривая производительности для воды может использоваться для ньютоновских жидкостей, таких как бензин, дизельное топливо и т.п. Обратите внимание, что требуемая мощность насоса зависит от плотности жидкости и должна быть пересчитана.

NPSH и жидкости с растворенным газом

Расчеты NPSH могут быть изменены, если в жидкости присутствует значительное количество растворенного газа.Давление насыщения газа часто намного выше давления пара жидкости.

.