Организовать включение в систему централизованного водоснабжения частного дома, дачи или коттеджа удается нечасто. Обычно их владельцам приходится решать вопрос об автономной системе водообеспечения своего жилища.
Но, даже если есть возможность подключения к проходящему рядом с домом городскому или поселковому водопроводу, иметь при этом на участке независимый источник воды — не самая плохая идея как с точки зрения экономической, например, используя его для полива, так и в качестве гарантии от внезапных отключений центральной системы.
Общая информация
Система автономного водоснабжения частного дома состоит из нескольких компонентов:
- Водный источник:
- Колодец — искусственная выработка‑шахта, выкопанная для сбора подземных грунтовых вод в поверхностном водоносном слое до глубины 10~15 м и укрепленная от осыпания.
- Скважины. Выполняются методом бурения и бывают нескольких типов:
- Безнапорные: «на песок» — до 50 м, «на известняк» — до 150 м.
- Артезианские — свыше 150 м.
- Абиссинские и др.
- Искусственные водоемы. Емкости для сбора талых, дождевых вод. При имеющемся поблизости ключе или роднике можно организовать углубленный отвод его русла.
- Естественные водоемы. Ручьи, реки, озера.
При проектировании автономной системы первым встает вопрос о подборе насоса для водоснабжения частного дома, как одной из самых ответственных и, если уж говорить о качестве работы и долговечности, наиболее дорогостоящей части гидротехнического оснащения. И выбор его обусловлен, прежде всего, типом источника воды на участке, а затем — выбранной схемой водоснабжения.
Конструкционные различия
Гидронасосы бывают следующих конструктивных типов:
- Поршневые. Теперь уже практически не применяются для небольших насосных станций ввиду громоздкости, малого кпд, невысокого жизненного ресурса.
- Центробежные. Одни из самых популярных и востребованных благодаря простоте конструкции, экономичности и высокой надежности.
- Турбинные. Подобны центробежным, но не с боковым, а осевым расположением лопаток. Более мощные и производительные. Используются в основном на промышленных гидротехнических сооружениях.
- Роторные или так называемые винтовые насосы. Отличаются малыми габаритами по диаметру, потому наиболее пригодны для подъема воды из скважин.
- Вибрационные или мембранные. Дешевые, но малопроизводительные. Известны давно выпускающиеся для дачников модели «Ручеек», «Малыш».
Виды по типу размещения
По способу размещения водоснабжающие гидронасосы подразделяются на два класса:
- Поверхностного типа. Располагаясь в стороне от источника воды, обеспечивают ее всасывание по опущенной в колодец или скважину трубе.
- Погружные. Полностью опускаются в воду на некоторую глубину.
Иногда в отдельный класс выделяют насосные станции, которые по сути являются компактным самодостаточным водонапорным комплексом, состоящим из поверхностного насоса, накопительного мембранного бака‑гидроаккумулятора, реле давления воды и схемы управления.
Какой лучше выбрать?
Перед тем как выбрать водяной насос для дома, следует сравнить преимущества и недостатки двух их основных видов:
| Поверхностные насосы | Погружные |
|---|---|
| Устанавливаются стационарно. Проще в обслуживании. | Для ремонтно‑профилактических работ требуют подъема из скважины или колодца на поверхность. |
| Нуждаются в двух трубопроводах: всасывающем и нагнетания. | Работают только на нагнетание. |
| Максимальная высота всасывания — 10 м. Реальная, с учетом потерь в трубопроводе и запаса на понижение уровня воды в колодце — не более 7~8 м. | Подъем с глубины ниже 10 м. |
| Нуждаются в заполнении жидкостью перед первым пуском или после ремонтных работ. | Готовы к работе сразу после погружения. |
| Существует опасность перегрева мотора при длительной работе. | Погруженный в воду насос охлаждается как наружной водой извне, так и прокачиваемой изнутри. |
| Необходимость консервации на зиму для летнего варианта водопровода. | На зиму достаточно слить воду из системы. |
| Работа сопровождается шумом. | Бесшумны. |
Пример расчета
Основные необходимые данные для выбора подходящей модели поверхностного насоса для водоснабжения дома:
- Максимальное значение расхода жидкости в л/мин или м³/ч.
- Высота всасывания — разность уровней впускного патрубка насоса и поверхности воды в источнике.
- Высота нагнетания — разность уровней наивысшей точки трубопровода и выпускного патрубка насоса.
- Начальное давление, для безнапорной скважины или колодца равное атмосферному.
- Конечное — требуемое давление в домашней системе водопровода.
- Потери давления в трубопроводах зависят от расхода жидкости и качества поверхностей внутренних стенок трубопроводов, создающих трение ее движению.
Высота всасывания гидронасосов поверхностного типа не может превышать 10,33 м — высоты водяного столба, создающего равное атмосферному давление.
Для упрощения расчетов ее округляют до 10 м, а создаваемое давление приравнивают одной технической атмосфере, 1 ат = 1 кГс/см², или примерно 1 бару ~ 0,98 ат.
Высота нагнетания, или напор, определяется техническими параметрами и мощностью агрегата.
Часто значение напора путают с давлением, называя одно другим. Эти величины эквивалентны, но в точности не равны друг другу. Давление на выходе насоса зависит только от его технических характеристик, а напор — от совокупности внешних условий: скорости потока и расхода жидкости, ее температуры, высоты над уровнем моря и пр.
При расчете все величины давлений системы в паскалях, барах, атмосферах и других единицах приводят к эквивалентным значениям напора в метрах
.Приведем пример, приняв геодезический уровень размещения насосной станции за нулевой:
- Расход жидкости, обеспечиваемый гидронасосом — 40 м³/ч. Это вполне достаточное значение потребления для нужд домашнего хозяйства.
- Уровень воды в колодце ниже нулевого на 4 м.
- Верхняя точка подъема воды на 15 м выше его.
- Суммарные потери во впускном и выходном трубопроводах можно найти в таблицах для конкретного типа труб, но обычно их рассчитывают исходя из того, что на каждых 10 м трубопровода теряется 1 м напора, потому примем их равными (15 м + 4 м) / 10 = 1,9 м.
- Конечное давление в верхней точке примем равным 1 бару ~ 9,87 м.
4 м + 15 м + 1,9 + 9,87 = 30, 77 м.
Если водонасосная станция устанавливается не в расположенном рядом с колодцем кессоне, а в доме, следует также учесть потери напора на длине подводящего трубопровода.
Для каждого насоса существует эксплуатационная характеристика, показывающая падение напора в зависимости от расхода и имеющая примерно такой вид:
Выбирая конкретную модель насоса, следует сообразовывать расчетные величины параметров с паспортными значениями для выбранного экземпляра агрегата в требуемой рабочей точке.
Гидравлическую мощность насоса можно найти по эмпирической формуле:Р (Вт) = 2,725 x Расход (м³/ч) x Напор (м).
Для нашего примера получим: 2,725 x 40 x 30,77 = 3,354 кВт.
Подробнее о расчете и подборе насоса для водоснабжения загородного дома смотрите в этом видео:
Включение в систему водоснабжения
Как говорилось выше, более других удобны в установке и эксплуатации готовые насосные станции, технические характеристики которых пригодны для водообеспечения небольшого дома на семью из 2~3 человек или дачи.
Подключение их сводится к нескольким простым шагам:
- Выбор места размещения.
- Подготовка надежного основания.
- Подведение необходимых трубопроводов.
- Всасывающую трубу, опускаемую в колодец, необходимо оборудовать сетчатым фильтром и обратным клапаном. Опустить ее следует на глубину не выше 1 м от поверхности воды.
- Подключение электрической сети и защитного заземления.
Слабые места насосных станций и основные поломки
Выпускающиеся промышленностью насосные станции, или так называемые самовсасывающие насосы, привлекают:
- доступной ценой, меньшей, чем при отдельном приобретении всех комплектующих;
- компактными размерами;
- удобством установки и обслуживания;
- готовностью к эксплуатации сразу после приобретения.
Однако в их использовании имеются и недостатки:
- Ограниченная 7~8‑ю метрами высота всасывания. Ее можно увеличить на пару метров, расположив агрегат в заглубленном кессоне рядом с колодцем.
- Необходимость оборудования специального утепленного звукоизолированного помещения.
- Небольшая емкость гидроаккумулятора 20~50 л.
- Шум при работе.
Неисправности насосных станций могут быть вызваны следующими причинами:
- Внезапное отключение электроэнергии часто сопровождается гидроударом, способным нанести непоправимые повреждения.
- Загрязненность и низкое качество воды приводят к повышенному износу лопаток центробежного гидронасоса и заиливанию бака.
- Несоответствие условий эксплуатации техническим параметрам.
Например, одна из распространенных поломок связана с завышенным водопотреблением, когда частота включения/выключения станции значительно превышает паспортную. Это приводит к разрыву мембраны в баке‑гидроаккумуляторе.
Станция при этом не может создать требуемое давление в системе и частота включений еще больше увеличивается. Проверяется нажатием ниппеля на обратной стороне бака: если оттуда потекла вода — мембрана требует замены.
Еще одной распространенной неисправностью является поломка или неправильная регулировка реле давления, которая приводит к непрерывной работе станции без отключений.
Регулируется реле двумя пружинками разного размера. Большой устанавливают нижний порог, а маленькой — разницу между верхним и нижним.Жители городских домов или квартир нечасто задумываются о том, что, подходя к крану на кухне либо в ванной и просто открывая его, они включают в работу отточенную для ее создания столетиями научных открытий, изобретений и инженерных решений огромную и сложную систему добычи водных ресурсов, их доставки и распределения.
Те же, кому приходится создавать для своего жилища такую систему в миниатюре, по‑настоящему дорожат ценностью этого поистине незаменимого источника жизни — воды.
Чтобы схема водоснабжения работала бесперебойно главное правильно подобрать насос
Для подачи воды из скважины или колодца или создания ее рециркуляции используют насосы. Чтобы система работала качественно и бесперебойно, а также, для того чтобы не переплачивать за модель с чрезмерные характеристиками, их нужно подбирать. Рассмотрим, как производиться расчет насоса для водоснабжения и подбираются параметры этих агрегатов.
Водопровод
Кроме методики расчета обычным способом приведем и несколько примеров работы с онлайн-калькуляторами.
В начале рассмотрим системы подачи холодной воды, то есть обычный водопровод, затем затронем и горячее водоснабжение (сокращенно ГВС). Причем рассказывать будем не о выборе мощных насосов, которые устанавливаются на станциях водопроводной сети — наша статья о водоснабжении небольших домов и коттеджей.
Если дом подключен к центральному водопроводу, то в большинстве случаев нужное давление создается на станциях водоканала или водонапорными башнями. Поэтому насосы в этом случае, как правило, не нужны. Исключение — дома повышенной этажности, где нормальный напор от водопровода не позволяет подать воду на самые верхние этажи — там ставят повысительные насосы.
Интересный факт. Столбы воды высотой 10 метров создает давление в одну атмосферу (0,1МПа), поэтому разница напора на первом и третьем этажах примерно на эту величину. Если взять к примеру самое высокое здание мира «Бурж Халифа» высотой 828 метров то там для того чтобы вода хотя бы дошла на самый верхний этаж нужен напор около 84т атмосфер. Естественно никакие трубы его не выдержат, поэтому насосы установлены ступенчато через несколько этажей.
Для водоснабжения таких зданий напора создаваемого в водопроводе недостаточно, обязательно нужны повысительные насосы
При автономной системе водоснабжения без насосов не обойтись. Как правило, используют либо обычные (поверхностные) либо погружные (глубинные) насосы. Привод их за очень редким исключением электрический.
Выбор зависит от конкретной ситуации или от желания заказчика. Рассмотрим, чем они различаются и наиболее важные характеристики, которые нужны будут нам при проведении расчета.
Обычные насосы
Обычный (поверхностный) насос для водоснабжения
Для подачи воды почти исключительно используются центробежные насосы. В них жидкость захватывается лопастями в центре вращающегося рабочего колеса и отбрасывается за счет центробежной силы на его периметр, где находится напорный патрубок. В центре, где отбирается вода, естественно создается разряжение.
Внимание. При запуске такого мотора без воды (сухой ход), не встретив сопротивления жидкости, колесо, особенно у мощных насосов больших размеров, может раскрутиться очень быстро и сорваться с вала или повредиться другим образом. Поэтому такую ситуацию предупреждают правильным запуском, установкой на входе обратных клапанов (они не дают стечь воде из корпуса) и применением специальной автоматики.
Обычно используются две разновидности насосов — с сальниковым уплотнением приводного вала и более современные с плавающим ротором.
- У первых вал привода крыльчатки проходит через корпус (улитку) в котором вращается рабочее колесо. Это место уплотняется сальниками или торцовыми уплотнениями. Вал может опираться на собственные подшипники, которые расположены в консоли и соединяться с электромотором через муфту.
- Еще один вариант такого насоса – моноблок. В нем рабочее колесо насаживается непосредственно на крыльчатку. Первый тип более надежный и простой в обслуживании и ремонте. Второй более компактный.
- У насосов с плавающим ротором уплотнений в месте прохода вала нет. В нем, как и понятно из названия, ротор электродвигателя находится в корпусе объемно связанным с улиткой. Электромагниты статора создают вращающий момент через стенку, вода охлаждает ротор и смазывает его подшипники.
Такие насосы компактны и надежны. Минусом является сложность ремонта — просто заменить мотор не получиться, нужно полностью разбирать насос.
К тому же стандартные электродвигатели в таком агрегате не применишь. Впрочем, они редко выходят из строя и не нуждаются в обслуживании на протяжении всего срока службы (многие производители это гарантируют).
Характеристики насосов
Теперь перейдем к самому важному.
Тип обычного насоса выбранного для вашей автономной системы водоснабжения влияет на следующее:
- стоимость монтажа системы автономного водоснабжения;
- затраты на ее эксплуатацию;
- периодичность обслуживания;
- сложность и стоимость монтажа;
- размеры места установки насоса.
В остальном при расчете нужно ориентироваться на более важные характеристики:
- Глубина всасывания: он определяет отметку ниже насоса, с которой он может забрать воду. Определяется обычно в метрах.
- Напор: он выражается в давлении насоса на выходе.
- Производительность: то, сколько кубометров за час сможет перекачать насос.
Также нужно обращать внимание на такие цифры как энергопотребление (мощность) при равных характеристиках желательно отдавать предпочтение более экономным моделям. Однако цена на них, как правило, более высокая, поэтому желательно просчитывать за какое время более дорогая модель окупит себя (впрочем, это экономический расчет).
Если срок эксплуатации меньше срока окупаемости дорогого насоса, то, скорее всего, не стоит переплачивать, а взять более «прожорливый» к электричеству насос.
Глубинные насосы
Глубинные насосы
Они отличаются от обычных тем, что погружаются в воду, то есть в обсадную трубу скважины, колодец или даже обычный водоем. По конструкции они отличаются от обычных насосов, такими особенностями.
- Чаще всего в них не одно рабочее колесо, а несколько, вплоть до десятка, расположенные друг за другом. Всас одного соединяется с выходом следующего (лабиринтная система).
- Если обычные насосы чаще всего имеют горизонтальное расположение вала, то глубинные всегда вертикальной компоновки. Это связано с расположением их в ограниченных по диаметру обсадных трубах скважины, которые тоже вертикальны (установка в колодце или водоеме частный случай, на который проектировщики обращают мало внимания).
- Электродвигатели тоже особой конструкции. Они не имеют оребрения корпуса, так как охлаждаются водой.
Внимание. Нельзя запускать глубинный насос не погруженным, он не рассчитан на такой режим и может сразу сгореть.
Также моторы этих агрегатов имеют более вытянутые вдоль оси габариты с меньшим диаметром. Это тоже связано с установкой в скважинах.
Кроме центробежных, для небольших систем водоснабжения используют и вибрационные, погружные насосы. Это, к примеру, всем известный «Ручеек» (на фото ниже). По принципу работы он похож на древние поршневые насосы (в том числе и велосипедный), правда ход поршня меньше, частота колебаний больше (поэтому и называют вибрационный), а для привода используется электромагнит.
Несмотря на несколько худшие по сравнению с центробежными глубинными насосами характеристики все, что сказано в нашей статье про них, в полной мере относиться и к «Ручейку» и его аналогам.
Насос типа «Ручеек»
Характеристики глубинных насосов
Определения характеристик глубинных насосов точно такие же, как и обычных. Разница только в том, что для них не регламентируют всас, так как разрежение на входе не важно, агрегат и так окружен водой.
Зато многие глубинные насосы имеют на порядок больший напор, чем обычные. При установке в глубокой скважине они должны сразу преодолеть напор в длинной подъемной трубе, а затем создать нужное давление в водопроводе.
Также считается, что они несколько более экономичны из-за охлаждения водой. Но это преимущество минимально перед насосами с плавающим ротором. В них тоже применяется подобный принцип, правда статор не имеет контакта с жидкостью со всех сторон. Полное омывание насоса водой дает минимальную экономию в доли процента.
Какой насос выбрать глубинный или поверхностный (обычный)
Довольно сложный вопрос — сравним их достоинства и недостатки.
Обычные насосы
Плюсы:
- Их проще монтировать на поверхности.
- Осмотр, обслуживание и ремонт тоже более легкие.
- Как правило, обычные насосы дешевле.
Минусы:
- Требуется место или помещение для монтажа.
- Нужна защита от «сухого хода».
- По глубине всаса они уступают напору глубинных насосов, поэтому их нельзя использовать для забора воды из глубоких скважин.
Глубинные насосы
Плюсы:
- Могут работать в глубоких скважинах.
- Не требуют обустройства мест для монтажа. Вода из подъемной трубы может сразу подаваться в систему водопровода.
- Если насос погружен ниже минимального уровня воды в скважине, колодце или водоемы он защищен от «сухого хода».
Минусы:
Для извлечения глубинных насосов часто приходиться использовать грузоподъемные механизмы
- При установке в глубоких более 10 метров скважинах извлечение насоса вместе с водоподъемной трубой для обследования и ремонта своими руками часто невозможно, нужно использовать грузоподъемные механизмы.
- Если по каким-то причинам насос был оторван от трубы и страховки (если конечно не забыли про последнюю), достать его довольно сложно.
Интересный факт. Автору данной статьи пришлось извлекать с помощью специальной ловушки нечаянно упущенный насос. После того как он был «спасен» из скважины было вытянуто еще пять большей частью почти полностью разрушенных коррозией таких агрегатов, которые были потеряны предыдущими эксплуататорами за более чем тридцатилетнюю историю инженерного сооружения.
- Силовой кабель, питающий агрегат, должен быть защищен от воздействия окружающей воды. Нередко его пробой, который возникает из повреждения изоляции, приводит к тому, что приходится извлекать насос, а это, как мы уже говорили выше, затруднительно.
Поэтому дадим один совет, если у вас не очень глубокая скважина или тем более это просто колодец и есть место для монтажа на поверхности, все-таки стоит отдавать предпочтение обычным насосам. Они дешевле и их проще эксплуатировать.
Нередко в качестве плюса обычных насосов перед глубинными ставят еще и тот факт, что глубинный защищен от загрязнений только сеточным фильтром на обсадной трубе, а обычный можно защитить дополнительно многоступенчатыми фильтрами на всасе.
Это неверный факт:
- Любая установка для очистки воды стабильно работает только при достаточном давлении, то есть должна монтироваться после насоса.
- Насосы для водопровода (неважно глубинный или обыкновенный) рассчитаны на наличие примесей в исходной воде, и они не снижают значительно срок их службы. Конечно, если вы не будете качать смесь песка и воды напрямую — последний эффективно задерживает и сеточный фильтр.
Теперь, разобравшись с выбором насоса по типу, перейдем непосредственно к выбору его по характеристикам.
Немного о единицах измерения давления
В характеристиках насосов для измерения давления могут использоваться не только Паскали
Привычные атмосферные паскали все хорошо знают из школы, но в характеристиках насоса могут присутствовать и менее известные единицы.
- Метр — это метр столба воды. Как уже было сказано выше, он равен одной десятой атмосферы.
- Бар — внесистемная единица (но разрешенная к применению в нашей стране) ориентировочно равная одной атмосфере.
Внимание. Также вы можете встретиться с таким непонятным термином как «избыточное давление». Не обращайте внимания, почти все приборы и расчеты на водопроводе под термином «давление» понимают именно его.
Абсолютное давление будет больше на одну атмосферу, то есть, на то давление, которое уже есть на поверхности земли, там, где работают системы водоснабжения. Даже в стакане вода находится под абсолютным давлением в одну атмосферу.
Подбор (расчет) насоса для водопровода по характеристикам
Сразу оговоримся: мы не делаем расчет насосов для водоснабжения по гидравлике, то есть не учитываем сопротивления потоку воды в трубах и на запорных элементах. Для небольших систем водоснабжения частного дома оно мизерно, а вычисления сложные.
Обратите внимание. Некоторые насосы имеют детали, которые изготовлены из материалов, которые по санитарно-гигиеническим нормам недопустимы для использования в сетях водопровода. Поэтому нужно выбирать модели, разрешенные для этих целей.
Для подбора насоса нам нужно сделать несколько шагов, инструкция будет следующей.
Выбираем производительность
Производительность насоса зависит от расхода воды в единицу времени
Первое на что нужно ориентироваться — это расход воды на человека в сутки, он составляет 400-500 литров. Если у вас имеется накопительный бак достаточной емкости (подобие водонапорной башни), то можно выполнить следующие шаги.
- Умножаем средний расход на количество проживающих в доме (к примеру, средняя семья из четырех человек), плюс одного человека на возможных гостей (если они у вас бывают): 500х5=2500 л.
- Делим на количество часов в сутки: 2500:24=104 л/ч, это среднечасовой расход.
- Так как желательно чтобы насос не работал постоянно во избежание перегрева и выхода из строя, то дополнительно делим на время его работы. Обычно рекомендуют чтобы время работы не превышало 80%, то есть деление производим на 80:100=0,8, считаем: 104:08=130 л/ч. Эту характеристику берем и для насоса.
Но, как правило, накопительные емкости в системах водоснабжения небольших домов не используют. Наиболее распространенная схема это комбинация насоса и емкости (гидроаккумулятора) небольших размеров, а также систем автоматики. Обычно покупают уже собранный блок этих устройств у продавцов, и в обиходе (что не совсем верно) называют насосными станциями.
В этом случае считать по суточному расходу не совсем верно. Насос работает не постоянно, подпитывая большой накопительный бак (гидроакумулятор можно им не считать из малой емкости), а только во время расхода воды.
Так что, например, если мама решила помыть посуду, папа руки после ремонта машины, один ребенок принять душ, а второй воспользоваться унитазом, и к тому же работает стиральная машина, то разбор воды может оказаться гораздо больше среднесуточного. Поэтому расчет насосной станции водоснабжения и аналогичных им систем следует вести по этим пиковым разборам.
Для этого пересчитываем все имеющиеся водоразборные приборы в доме. Затем берем их часовые расходы. Для этого можно воспользоваться таблицей в приложении 2 к СНиП 2.04.01-85. Она приведена ниже.
Расходы воды и другие характеристики сантехнических приборов
Далее составляем список всех сантехнических приборов и их часовые расходы. Причем берем не только холодную воду, а суммарный расход, ведь горячая вода это подогретая холодная, которая берется из той же системы водопровода.
Совет. Чтобы не считать вручную, проще воспользоваться Excel, как на таблице ниже.
| Наименование прибора | Часовой расход воды, л/ч | Количество приборов в доме | Их суммарный расход |
| Раковины со смесителем | 60 | 5 | 300 |
| Мойка | 50 | 1 | 50 |
| Ванна | 300 | 1 | 300 |
| Ванна ножная со смесителем | 220 | 1 | 220 |
| Душ с глубоким поддоном и смесителем | 115 | 2 | 230 |
| Гигиенический душ (биде) | 75 | 1 | 75 |
| Унитаз с бачком | 83 | 2 | 166 |
| Писсуар | 36 | 2 | 72 |
| Поливочный кран | 1080 | 1 | 1080 |
| Итого | 2493 |
В итоге мы получили максимальный расход воды в водопроводе вашего дома — 2493 литра в час. Эта цифра даже немного завышена, так как вряд ли все приборы будут включены одновременно, можно ее снизить на коэффициент 0,9-0,8. Получим: 2493х0,8=1994 л/ч. Правда, если дом маленький и в нем только одна кухня и санузел делать этого не стоит.
Исходя из нашего, получившегося пикового расхода воды в час и будем подбирать в дальнейшем производительность насоса.
Выбираем напор
Для высоких коттеджей нужен и больше напор
Тут выбор зависит от того глубинный это насос или обычный.
- Для обычного насоса все максимально просто: согласно стандартам давление в водопроводе должно быть в пределах 0,05-0,5 мПа, то есть от половины до пяти атмосфер. Как показывает практика для нормальной работы стиральных, посудомоечных машин и прочей бытовой техники желательно, чтобы давление не было менее 1 атмосферы, т. е. 0,1 МПа, поэтому будем выбирать насос именно с таким давлением.
Если у вас коттедж более трех этажей (что бывает редко) то нужно позаботиться о том, чтобы и вверху был нормальный напор. При стандартной высоте потолка около 3 метров на четвертом этаже давления не будет, поэтому добавляем 0,1 МПа.
То есть в большинстве случаев при подборе насоса для водоснабжения достаточно напора в 1-1,5 атмосферы (0,1-0,15 Мпа).
- При выборе варианта с установленным в скважине агрегатом, расчет насоса водоснабжения на напор усложняется, но не сильно — просто нужно учитывать отметку его погружения. То есть если вода забирается с глубины 15 метров, к напору, рассчитанному, так же как и в предыдущем случае, добавляем 1,5 атмосферы (15:10=1,5) или 0,15 МПа (15:100=0,15). Считаем: 0,15+0,1=0,25Мпа, на эту цифру и будем ориентироваться при выборе конкретной модели насоса.
Глубина всасывания (всас)
Чем глубже скважина, тем больше должен быть всас насоса
Самый легко подбираемый параметр. Для глубинных насосов он не нужен и не описывается в характеристиках вообще, так как вода забирается с уровня, на котором расположен насос.
В случае же обычного поверхностного насоса необходимо, чтобы эта характеристика была немного больше разницы отметок заборника и места расположения насоса. Запас нужен для непредвиденных ситуаций, например, во время засухи уровень снизиться и заборник придется опускать ниже.
Подбирается просто, например насос находится на уровне земли, а вода забирается с глубины 10 метров. Значит, всас должен быть более 10 метров.
Многократный запас давать не стоит, если заборник расположен на глубине 1-го метра, то не стоит брать насос с глубиной всасывания 15, достаточно 3-5. Это связано с тем, что чем больше эта характеристика, тем сложнее и дороже насос.
Непосредственно выбор
Когда известны все параметры, можно выбирать насос или станцию из прайс-листов и справочников. Даже не обязательно самостоятельно подбирать модель. Почти на всех сайтах продавцов есть фильтры, в которые мы вводим нужные характеристики, затем на экран выводится список наиболее подходящих моделей.
Например, для выбора на сайте компании «Грандфос» достаточно сделать несколько шагов. Нам нужен поверхностный насос с производительностью 1,5 литров в минуту с высотой подъема (всасом) 5 метров и напором в 1,5 атмосферы (15 метров). Делаем следующее.
- На вкладке вверху нажимаем на закладку «поверхностный насос».
Калькулятор колодезных насосов на ВОДОМАСТЕР.РУ
Интернет-магазин «Водомастер.ру» ценит доверие своих клиентов и заботится о сохранении их личных (персональных) данных в тайне от мошенников и третьих лиц. Политика конфиденциальности разработана для того, чтобы личная информация, предоставленная пользователями, были защищены от доступа третьих лиц.
Основная цель сбора личных (персональных) данных – обеспечение надлежащей защиты информации о Пользователе, в т.ч. его персональных данных от несанкционированного доступа и разглашения третьим лицам, улучшение качества обслуживания и эффективности взаимодействия с клиентом.
1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ
Сайт – интернет магазин «Водомастер.ру», расположенный в сети Интернет по адресу: vodomaster.ru
Пользователь – физическое или юридическое лицо, разместившее свою персональную информацию посредством любой Формы обратной связи на сайте с последующей целью передачи данных Администрации Сайта.
Форма обратной связи – специальная форма, где Пользователь размещает свою персональную информацию с целью передачи данных Администрации Сайта.
Аккаунт пользователя (Аккаунт) – учетная запись Пользователя позволяющая идентифицировать (авторизовать) Пользователя посредством уникального логина и пароля. Логин и пароль для доступа к Аккаунту определяются Пользователем самостоятельно при регистрации.
2. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
2.1. Настоящая Политика в отношении обработки персональных данных (далее – «Политика») подготовлена в соответствии с п. 2 ч .1 ст. 18.1 Федерального закона Российской Федерации «О персональных данных» №152-ФЗ от 27 июля 2006 года (далее – «Закон») и описывает методы использования и хранения интернет-магазином «Водомастер.ру» конфиденциальной информации пользователей, посещающих сайт vodomaster.ru.
2.2. Предоставляя интернет-магазину «Водомастер.ру» информацию частного характера через Сайт, Пользователь свободно, своей волей дает согласие на передачу, использование и раскрытие его персональных данных согласно условиям настоящей Политики конфиденциальности.
2.3. Настоящая Политика конфиденциальности применяется только в отношении информации частного характера, полученной через Сайт. Информация частного характера – это информация, позволяющая при ее использовании отдельно или в комбинации с другой доступной интернет-магазину информацией идентифицировать персональные данные клиента.
2.4. На сайте vodomaster.ru могут иметься ссылки, позволяющие перейти на другие сайты. Интернет-магазин не несет ответственности за сведения, публикуемые на этих сайтах, и предоставляет ссылки на них только в целях обеспечения удобства пользователей. При этом действие настоящей Политики не распространяется на иные сайты. Пользователям, переходящим по ссылкам на другие сайты, рекомендуется ознакомиться с политикой конфиденциальности, размещенной на таких сайтах.
3. УСЛОВИЯ, ЦЕЛИ СБОРА И ОБРАБОТКИ ПЕРСОНАЛЬНЫХ ДАННЫХ ПОЛЬЗОВАТЕЛЕЙ
3.1. Персональные данные Пользователя такие как: имя, фамилия, отчество, e-mail, телефон, адрес доставки, skype и др., передаются Пользователем Администрации Сайта с согласия Пользователя.
3.2. Передача персональных данных Пользователем через любую размещенную на сайте Форму обратной связи, в том числе через корзину заказов, означает согласие Пользователя на передачу его персональных данных.
3.3. Предоставляя свои персональные данные, Пользователь соглашается на их обработку (вплоть до отзыва Пользователем своего согласия на обработку его персональных данных), в целях исполнения интернет-магазином своих обязательств перед клиентом, продажи товаров и предоставления услуг, предоставления справочной информации, а также в целях продвижения товаров, работ и услуг, а также соглашается на получение сообщений рекламно-информационного характера и сервисных сообщений.
3.4. Основными целями сбора информации о Пользователе являются принятие, обработка и доставка заказа, осуществление обратной связи с клиентом, предоставление технической поддержки продаж, оповещение об изменениях в работе Сайта, предоставление, с согласия клиента, предложений и информации об акциях, поступлениях новинок, рекламных рассылок; регистрация Пользователя на Сайте (создание Аккаунта).
3.5. Регистрация Пользователя на сайте vodomaster.ru не является обязательной и осуществляется Пользователем на добровольной основе.
3.6. Интернет-магазин не несет ответственности за сведения, предоставленные Клиентом на Сайте в общедоступной форме.
4. ОБРАБОТКА, ХРАНЕНИЕ И ЗАЩИТА ПЕРСОНАЛЬНОЙ ИНФОРМАЦИИ ПОЛЬЗОВАТЕЛЕЙ САЙТА
4.1. Администрация Сайта осуществляет обработку информации о Пользователе, в т.ч. его персональных данных, таких как: имя, фамилия, отчество, e-mail, телефон, skype и др., а также дополнительной информации о Пользователе, предоставляемой им по своему желанию: организация, город, должность, и др.
4.2. Интернет-магазин вправе использовать технологию «cookies». «Cookies» не содержат конфиденциальную информацию и не передаются третьим лицам.
4.3. Интернет-магазин получает информацию об ip-адресе Пользователя сайта vodomaster.ru и сведения о том, по ссылке с какого интернет-сайта он пришел. Данная информация не используется для установления личности Пользователя.
4.4. При обработке персональных данных пользователей интернет-магазин придерживается следующих принципов:
- Обработка информации осуществляется на законной и справедливой основе;
- Информация не раскрываются третьим лицам и не распространяются без согласия субъекта Данных, за исключением случаев, требующих раскрытия информации по запросу уполномоченных государственных органов, судопроизводства;
- Определение конкретных законных целей до начала обработки (в т.ч. сбора) информации;
- Ведется сбор только той информации, которая является необходимой и достаточной для заявленной цели обработки;
- Обработка информации ограничивается достижением конкретных, заранее определенных и законных целей;
4.5. Персональная информация о Пользователе хранятся на электронном носителе сайта бессрочно.
4.6. Персональная информация о Пользователе уничтожается при желании самого Пользователя на основании его официального обращения, либо по инициативе администратора Сайта без объяснения причин, путём удаления информации, размещённой Пользователем.
4.7. Обращение об удалении личной информации, направляемое Пользователем, должно содержать следующую информацию:
для физического лица:
- номер основного документа, удостоверяющего личность Пользователя или его представителя;
- сведения о дате выдачи указанного документа и выдавшем его органе;
- дату регистрации через Форму обратной связи;
- текст обращения в свободной форме;
- подпись Пользователя или его представителя.
для юридического лица:
- запрос в свободной форме на фирменном бланке;
- дата регистрации через Форму обратной связи;
- запрос должен быть подписан уполномоченным лицом с приложением документов, подтверждающих полномочия лица.
4.8. Интернет-магазин обязуется рассмотреть и направить ответ на поступившее обращение Пользователя в течение 30 дней с момента поступления обращения.
4.9. Интернет-магазин реализует мероприятия по защите личных (персональных) данных Пользователей в следующих направлениях:
- предотвращение утечки информации, содержащей личные (персональные) данные, по техническим каналам связи и иными способами;
- предотвращение несанкционированного доступа к информации, содержащей личные (персональные) данные, специальных воздействий на такую информацию (носителей информации) в целях ее добывания, уничтожения, искажения и блокирования доступа к ней;
- защита от вредоносных программ;
- обнаружение вторжений и компьютерных атак.
5. ПЕРЕДАЧА ПЕРСОНАЛЬНЫХ ДАННЫХ
5.1. Интернет-магазин «Водомастер.ру» не сообщает третьим лицам личную (персональную) информацию о Пользователях Сайта, кроме случаев, предписанных Федеральным законом от 27.07.2006 г. № 152-ФЗ «О персональных данных», или когда клиент добровольно соглашается на передачу информации.
5.2. Условия, при которых интернет-магазин «Водомастер.ру» может предоставить информацию частного характера из своих баз данных сторонним третьим лицам:
- в целях удовлетворения требований, запросов или распоряжения суда;
- в целях сотрудничества с правоохранительными, следственными или другими государственными органами. При этом интернет-магазин оставляет за собой право сообщать в государственные органы о любой противоправной деятельности без уведомления Пользователя об этом;
- в целях предотвращения или расследования предполагаемого правонарушения, например, мошенничества или кражи идентификационных данных;
5.3. Интернет-магазин имеет право использовать другие компании и частных лиц для выполнения определенных видов работ, например: доставка посылок, почты и сообщений по электронной почте, удаление дублированной информации из списков клиентов, анализ данных, предоставление маркетинговых услуг, обработка платежей по кредитным картам. Эти юридические/физические лица имеют доступ к личной информации пользователей, только когда это необходимо для выполнения их функций. Данная информация не может быть использована ими в других целях.
6. БЕЗОПАСНОСТЬ БАНКОВСКИХ КАРТ
6.1 При оплате заказов в интернет-магазине «Водомастер.ру» с помощью кредитных карт все операции с ними проходят на стороне банков в специальных защищенных режимах. Никакая конфиденциальная информация о банковских картах, кроме уведомления о произведенном платеже, в интернет-магазин не передается и передана быть не может.
7. ВНЕСЕНИЕ ИЗМЕНЕНИЙ И ДОПОЛНЕНИЙ
7.1. Все изменения положений или условий политики использования личной информации будут отражены в этом документе. Интернет-магазин «Водомастер.ру» оставляет за собой право вносить изменения в те или иные разделы данного документа в любое время без предварительного уведомления, разместив обновленную версию настоящей Политики конфиденциальности на Сайте.
Ссылка на статью успешно отправлена!
Отправим материал вам на e-mail
Приобретая насосную станцию для обеспечения частного дома водой, потенциальный потребитель должен быть всегда уверен, что после ее инсталляции все сантехнические и специальные приборы будут функционировать в нормальном режиме. Для комфортной эксплуатации необходимо правильно рассчитать напор, создаваемый в системе трубопроводов на выходе.
Схема подключения оборудования к водопроводной системе
Содержание статьи
О комплексных системах перекачки жидкости
Каждая насосная станция объединяет в себе всасывающее устройство и накопительный бак для запаса воды. В стандартную комплектацию входит именно поверхностный насос, позволяющий использовать приспособление для добычи жидкости из скважин с небольшим диаметром.
Основополагающим параметром является мощность, которая для бытовых моделей колеблется в пределах 600-1500 Вт. Она обычно подбирается с учетом количества водоразборных точек, расстояния от прибора до скважины и дебита самой скважины. Что касается объема бачка, то он зависит от того, сколько воды расходуется в день всеми членами семьи.
Насосное оборудование установлено в отдельном кессоне
Калькулятор расчета необходимого напора для насосной станции
Описание вычислительного процесса
Основное назначение насосных станций заключается в заборе воды из источника и ее подаче к приборам потребления. Так как поверхностный насос является шумным устройством, его стараются располагать на некотором удалении от жилых помещений. В связи с этим расстояние от комплексных систем до мест потребления воды может быть достаточно большим.
При использовании представленного калькулятора в первую очередь следует указать, какой перепад имеется по высоте между сантехническими приборами и самой станцией. Далее требуется отметить протяженность горизонтальных участков сети водоснабжения жилого строения. Двигаясь по трубопроводам, вода испытывает определенное сопротивление, поэтому отмечается снижение напора и в этих местах.
С уменьшением сечения труб сопротивление повышается. Если диаметр превышает дюйм, то горизонтальные участки можно не брать в расчет. Снижение давления в них не значительно.
Насосная станция находится в подсобном помещении
В калькуляторе имеется пункт, в котором должна быть указана длина участков по горизонтали из трубопроводов с разным сечением. Также придется отметить, из какого материала сделаны элементы, ведь сопротивление изделий может сильно варьироваться. К примеру, стальные аналоги сдерживают поток примерно в 1,5 раза сильнее, чем пластиковые.
На завершающем этапе остается определиться с требуемым давлением в местах потребления воды. Для простых смесителей обычно хватает 1,5 атмосферы, но для специальной техники может потребоваться и более сильный напор. Его значение отражается в паспорте, который поставляется совместно с прибором. Для удобства ответ выводится сразу в трех единицах измерения.
Экономьте время: отборные статьи каждую неделю по почте
Чтобы подбор насоса для водоснабжения частного дома можно было осуществить грамотно, нужно подойти к этому моменту «математически» — выбирать по заранее составленному алгоритму. Что это за алгоритм и почему подбор насоса для водоснабжения частного дома должен проводиться по нему – смотрите в этом материале.
Перед тем, как начать подбор насоса для водоснабжения частного дома, садимся за стол, берем ручку и бумагу и начинаем заполнять таблицы и рисовать схемы. Далее, двигаясь по шагам, от самого начального к финальному, мы сможем при помощи алгоритма выбора подобрать насос для дома.
Шаг 0 – сезонность водопровода
Самый первый шаг, который мы делаем по алгоритму выбора насоса, это определение сезонности водопровода. Если вы проживаете в доме только летом, а зимой съезжаете на городскую квартиру, то вам не нужен круглогодичный водопровод.
Однако если вы будете приезжать в дом в выходные осенью или зимой, а также на зимние каникулы, вам потребуется водопровод, способный работать в любых условиях.
Вся разница в круглогодичном водопроводе постоянного и временного использования, это то, что вам, возможно, придется вывозить насосную станцию на будни, если вы беспокоитесь за ее сохранность. Либо снимать ее с колодца или скважины и запирать под замок.
Шаг 1 – источник воды
Мы плавно подошли к тому, какой источник воды вы будете использовать для построения своего домового водопровода. У вас есть несколько вариантов:
- Скважина на участке – один из самых распространенных вариантов.
- Колодец.
- Открытый водоем – пруд, озеро или река.
- Родник или каптаж.
- Поселковый или городской водопровод.
Откинув последний источник воды, можно с уверенностью сказать, что вам потребуется, как минимум, собственное оборудование.
Для работы с колодцем, а также с открытыми водоемами отлично подойдет поверхностная насосная станция.
Для работы со скважиной средней и большой глубины подойдет погружной скважинный насос.
Шаг 2 – глубина источника воды
В зависимости от того, насколько у вас глубокий колодец или скважина, вы сможете использовать насосную станцию или погружное оборудование.
Для открытого водоема глубину источника можно принимать равной нулю.
Если у вас неглубокий колодец или неглубокая скважина – подойдет поверхностный насос. В противном случае вам потребуется погружное водонасосное оборудование.
Естественно, от глубины, с которой будет подниматься вода, зависит мощность выбираемого вами насосного устройства.
Шаг 3 – удаленность источника воды
Чем дальше находится от вашего дома источник воды, тем более мощное насосное устройство вам нужно выбирать. Каждые 10 метров, на которые нужно подавать воду по горизонтали, равны 1 метру вертикальной подачи воды.
Если вы хотите качать воду из пруда, который находится в 100 метрах от вашего дома, то вам нужно заложить резерв по вертикальному напору в 10 метров.
Шаг 4 – этажность дома
Если у вас одноэтажный дом, то к глубине подъема воды из источника вам стоит прибавить высоту подъема воды на первый этаж – это 1,5-2 метра в зависимости от высоты цоколя. Если у вас двухэтажный дом, то воду уже придется поднимать на 5-5,5 метров, а для трехэтажного дома эта величина составит 7-7,5 метров.
Получившуюся высоту подъема на этажи дома следует прибавить к глубине подъема воды из источника и к резерву, заложенному для горизонтальной подачи.
Шаг 5 – высота верхней точки водоразбора
Иногда в двухэтажном доме на верхнем этаже нет точке водоразбора – все потребители воды, к которым относятся водопроводные краны, душ, сантехника в санузле, стиральная и посудомоечная машины, находятся на первом этаже или в подвале дома.
Иногда в одноэтажном доме есть так называемый «полуторный» этаж – выделенные и утепленные помещения на чердаке или полумансарде, где находятся точки водоразбора – душ или санузел.
Если мы говорим о доме в 1 этаж с жилой утепленной мансардой, то для целей водоснабжения такой дом будет считаться двухэтажным, если в мансарде есть санузел.
Высоту подъема воды, как видите, нужно считать с учетом не только этажности, но и наличия на верхних этажах дома точек водоразбора.
Шаг 6 – требуемое давление в водопроводе
В зависимости от используемого оборудования и от предпочтений хозяев дома в домовом водопроводе может быть установлено разное водяное давление. Например, некоторые модели питьевых фильтров с обратным осмосом не работают с давлением в водопроводе ниже 2 Атм.
Также и для верхнего значения давления – некоторые модели бытовой техники имеют строгие ограничения по верхнему пределу давления в водопроводе.
Чем больше требуемое давление в водопроводе, тем более мощное водонасосное оборудование вам понадобится.
Шаг 7 – количество точек водоразбора
Чем больше точек водоразбора в доме, тем более мощный насос вам будет нужен. В противном случае в душе на первом этаже вода будет. А вот в санузле второго этажа напор воды будет уже недостаточен.
При этом нет нужды выбирать слишком мощный насос, так сказать, «с избытком». Нужно заранее просчитать количество точек водоразбора и подобрать мощность насоса с учетом небольшого резерва ан увеличение их количества.
Шаг 8 – суточное водопотребление
И, наконец, суточный объем водопотребления будет влиять на пропускную способность ваших насосных устройств. Каждый человек потребляет около 200 литров воды в сутки – этот показатель заложен в нормативы СанПиН. Сюда входит вода на мытье посуды, стирку, принятие душа или ванны, питьевая вода и вода для бытовых и хозяйственных нужд.
Можно просто использовать указанные нормативы при планировании, а можно реально посмотреть на протяжении месяца – сколько потребляет ваша семья воды в действительности. Пока вы еще не построили дом и живете в квартире – используйте для этих целей обыкновенный квартирный водяной счетчик.
Итоги
Как видим, подобрать насос для водоснабжения частного дома можно, следуя по шагам и отбирая на каждом этапе важные характеристики водонасосного оборудования, которое вы будете использовать в своем домовом водопроводе.
Здравствуйте уважаемые читатели «Сан Самыча«. Смешно иногда слушать продавцов-консультантов, когда они пытаются искренне помочь «правильно» подобрать насосную станцию. Глубина всасывания, напор, расход, мощность электродвигателя, рассчитывая характеристики на ходу, они умудряются все перепутать и запутаться самим. Для нас, уважаемый читатель, важно понять, что производитель указывает максимально возможные характеристики насоса. И они, конечно, связаны с параметрами Вашей системы водоснабжения, но они не совпадают, и не могут совпадать.
Да, насос способен поднять воду с глубины в восемь метров, но тогда смело скидывайте с напора те же восемь метров или 0,8 бар (атмосфер, кгс/см2).
Да, насос выдаст 45 метров напора (4,5 бар, атм., кгс/см2), но при условии, что Вы не будете с него требовать расхода вообще, а источник воды будет на уровне насоса.
Да, насос будет перекачивать 50 литров в минуту (3 куб. метра в час), но тогда грех добиваться от него хоть какого-то давления. Радуйтесь, что он выдает Вам эти пять ведер в минуту!
Впрочем, производитель и не скрывает этого. В любом паспорте насоса и насосной станции можно найти зависимости расхода от давления на напоре данного насоса, оформленные в виде графика или таблицы. А уже сам покупатель решает: устраивают его данные характеристики или нет.
Что нужно для расчета характеристик насоса?
Для расчета необходимых характеристик насоса нужны некоторые сведения о будущей системе водоснабжения. И мне кажется, Вы, как хозяин своего дома без труда озвучите или выясните их.
К этим сведениям относятся:
— расстояние по вертикали от зеркала воды источника водоснабжения до предполагаемого места установки самого дальнего смесителя в метрах. Причем желательно учесть сезонные колебания этого расстояния и, так называемые, динамические, когда зеркало воды опускается из-за того, что Вы берете воду. Чем точнее Вы определите это расстояние, тем точнее будет расчет, потому что вертикальная составляющая потери напора, обычно, самая большая.
— расстояние по горизонтали от источника воды до самого дальнего смесителя, рассчитанное исходя из предполагаемого маршрута прокладки трубы. Это расстояние можно измерить не так точно, точность плюс-минус один метр вполне сойдет.
— примерное предполагаемое место установки насоса или насосной станции в сборе. Соответственно, с вертикальным расстоянием, желательно, определиться поточнее.
— диаметры и материал предполагаемых к использованию в системе труб. Сейчас, обычно, используют пластиковые трубы, а у них у всех примерно равные показатели шероховатости, поэтому, по большому счету, значение имеют только диаметры предполагаемых труб и их длина. К слову, распространенная в интернете формула для расчета водоснабжения: 10 метров горизонтальной трубы равно 1 метру по вертикали, мягко сказать, не всегда верна. В дальнейшем я расскажу почему.
— Желательно, конечно, определиться с количеством уголков, тройников, кранов и других элементов системы, называемых «местными сопротивлениями». Но я понимаю, что это довольно сложно, по крайней мере, на данном этапе. Поэтому, по нашему обоюдному согласию, заменим это все, скажем, 10-процентным запасом по напору.
Ну, а при монтаже системы, не забывайте простое правило: Чем меньше соединений, тем меньше вероятность, что у Вас что-то потечет. К этому стоит добавить, что и потери напора тоже будут меньше.
Да!!!, и самое главное, Вы должны определиться, сколько потребителей (смесители, душ, бачок унитаза, стиральная или посудомоечная машина, уличный кран для полива и прочее) будут у Вас работать одновременно без существенной потери напора. Потому что от этого очень многое зависит.
Ниже, я собрал в таблицу потери напора в горизонтальной пластиковой трубе длиной 10 метров в зависимости от диаметра трубы и количества потребителей, рассчитанные с помощью специальной программы. По-моему, получилось очень показательно.
Потеря напора в метрах водного столба на горизонтальном участке пластиковой трубы длиной 10 метров в зависимости от внутреннего диаметра трубы и количества потребителей.
Внутренний диаметр трубопровода | 12 мм | 16 мм | 20 мм | 26 мм |
1 потребитель (расход 0,2 л/с или 12 л/мин) | 4,05 | 1,0 | 0,35 | 0,1 |
2 потребителя (расход 0,4 л/с или 24 л/мин) | 14,09 | 3,49 | 1,16 | 0,33 |
3 потребителя (расход 0,6 л/с или 36 л/мин) | 29,49 | 7,23 | 2,52 | 0,7 |
Из таблицы видно, что формуле: 10 метров горизонтальной трубы равно 1 метру вертикальной, соответствует только труба внутренним диаметром 16 мм (это металлопластик или полипропилен наружным диаметром 20 мм) в расчете на одного потребителя. И это правило никак нельзя назвать универсальным.
Стоит также добавить, что, даже заменяя участки существующей системы на трубы большего диаметра, Вы, тем самым, снижаете сопротивление трубопроводов системы в целом, увеличивая напор на выходе из смесителей.
Пример расчета характеристик насосной станции.
«Все это хорошо, — скажете Вы, — Но как же считать?!» Давайте посчитаем вместе.
Задача. Сделать гидравлический расчет водопроводной системы при условии что:
— Имеется скважина глубиной 18 метров, зеркало воды в которой находится на глубине не больше 10 метров от поверхности земли.
— Насос или насосную станцию предполагается поставить над скважиной в кессон глубиной 2,5 метра.
— От скважины до дома расстояние 13 метров.
— Внутри дома предполагаемое горизонтальное расстояние по маршруту прокладки трубы – 9 метров.
— Предполагаемые вертикальные расстояния: от пола до смесителя – 1,1 метра, от пола до излива душа – 2.2 метра, от уровня земли до пола – 1,2 метра.
— Предполагаемая труба на всасе насоса: металлопластик наружным диаметром 26 мм и длиной 10 метров. На напоре: от насоса до дома – полиэтилен наружным диаметром 25 мм, длиной 18 метров, разводка в доме – полипропилен наружным диаметром 20 мм, длиной 9 метров.
— Рассчитывать нужно на использование одновременно двух потребителей.
Для начала, давайте приведем в порядок все эти сведения. Общее вертикальное расстояние от зеркала воды до самого дальнего потребителя (излив душа) будет равняться:
10 м + 1,2 м + 2,2 м = 13,4 метра.
Расстояние по вертикали от насоса до зеркала воды:
10 м – 2,5 м = 7,5 метров.
Горизонтальные расстояния нам, собственно, нужны только для определения длины труб, а эти сведения у нас уже есть. Длина трубы на всасе, которую нужно учесть при расчете – это расстояние от зеркала воды до насоса, т.е. 7,5 метров. В принципе, насос должен осилить эти метры, но это число нужно запомнить и проверить перед поиском подходящего насоса.
Общая потеря напора по вертикали нами уже определена, это 13,4 метра. Теперь найдем потерю напора в трубах из-за движения по ним воды. Металлопластиковая труба наружным диаметром 26 мм имеет внутренний диаметр 20 мм, такой же внутренний диаметр у полиэтиленовой трубы, которую предполагается проложить от кессона к дому, поэтому:
18/10*1,16 = 2,088 м
Это потеря напора в полиэтиленовой (ПНД) трубе, ведущей к дому.
Особо не мудрствуя, я взял потерю напора для этого диаметра, 20 мм, и двух потребителей из своей же таблицы и нашел потерю напора для нужной нам длины трубопровода, помня о том, что в таблице указана потеря напора для длины в 10 метров.
Однако для оценки стабильности работы насоса нужно найти полное сопротивление трубы на всасе:
7,5/10*1,16 = 0,87 метра
и общая потеря напора на всасе будет равна:
0,87 + 7,5 = 8,37 метра,
что очень близко к критическим 9 метрам, максимально возможной глубине всасывания насоса. Поэтому, желательно, либо увеличить глубину кессона, хотя бы до 3 метров, либо использовать насосную станцию с внешним эжектором, что намного дороже. Еще вариант, увеличить диаметр всасывающего трубопровода до 32 мм, тогда общее сопротивление трубы уменьшится.
Давайте выберем вариант по надежней: увеличим диаметр трубы на всасе, поменяв её на металлопластик с наружным диаметром 32 мм (внутренний, соответственно, 26 мм) и «опустим» кессон на полметра. Общая высота подъема воды при этом нисколько не изменится. Мы лишь подвинем насос поближе к воде.
7/10*0,33 = 0,231 метра, и
7,0 + 0,231 = 7,231 метра,
Что уже вполне приемлемо, и с поиском нужного насоса, скорее всего, проблем не будет.
Полипропиленовая труба с наружным диаметром 20 мм имеет внутренний диаметр 16 мм, и потеря напора на ней составит:
9/10*3,49 = 3,141 метра
Теперь сложим все, что мы вычислили:
13,4 + 2,09 + 0,23 + 3,14 = 18,86 метра
И прибавим к этому оговоренные нами ранее десять процентов на потерю в местных сопротивлениях:
18,86 +10% = 20,75 метра.
Но это лишь тот напор, который должен преодолеть насос, чтобы вода просто полилась из смесителя. Чтобы вода пошла из смесителя под напором, к этому нужно добавить так называемый «свободный напор». По стандартам он должен быть не меньше 3 метров, исходя же из практических соображений, лучше закладывать в расчет число побольше, в разумных, конечно, пределах, например, 15 метров. Этого хватит на преодоление сопротивления в различном подключаемом нами оборудовании: бойлер, стиральная и посудомоечная машина и т.д.
Таким образом, мы получаем желательные характеристики насоса:
20,75 + 15 = 35,75, т.е. примерно 36 метров,
Но не меньше 20,75 + 3 = 23,75, т.е. примерно 24 метра.
При этих напорах насос должен выдавать нам 24 литра в минуту или 1,44 кубометра в час.
Напомню, это не те характеристики, которые написаны на шильдике насоса, а те, которые насос должен реально выдавать при этом напоре и расходе.
Как это узнать? Читаем дальше…
Описание вычислительного процесса
Основное назначение насосных станций заключается в заборе воды из источника и ее подаче к приборам потребления. Так как поверхностный насос является шумным устройством, его стараются располагать на некотором удалении от жилых помещений. В связи с этим расстояние от комплексных систем до мест потребления воды может быть достаточно большим.
При использовании представленного калькулятора в первую очередь следует указать, какой перепад имеется по высоте между сантехническими приборами и самой станцией. Далее требуется отметить протяженность горизонтальных участков сети водоснабжения жилого строения. Двигаясь по трубопроводам, вода испытывает определенное сопротивление, поэтому отмечается снижение напора и в этих местах.
С уменьшением сечения труб сопротивление повышается. Если диаметр превышает дюйм, то горизонтальные участки можно не брать в расчет. Снижение давления в них не значительно.
Насосная станция находится в подсобном помещении
В калькуляторе имеется пункт, в котором должна быть указана длина участков по горизонтали из трубопроводов с разным сечением. Также придется отметить, из какого материала сделаны элементы, ведь сопротивление изделий может сильно варьироваться. К примеру, стальные аналоги сдерживают поток примерно в 1,5 раза сильнее, чем пластиковые.
На завершающем этапе остается определиться с требуемым давлением в местах потребления воды. Для простых смесителей обычно хватает 1,5 атмосферы, но для специальной техники может потребоваться и более сильный напор. Его значение отражается в паспорте, который поставляется совместно с прибором. Для удобства ответ выводится сразу в трех единицах измерения.
Экономьте время: отборные статьи каждую неделю по почте
Критерии выбора
Насос для скважины, например, Малыш, – это главный элемент системы водоснабжения загородного дома. От правильности выбора этого агрегата зависит бесперебойная работа всей системы. При подборе насосного оборудования необходимо учитывать сразу несколько критериев:
- Главными показателями , влияющими на выбор устройства, являются уровень жидкости в гидротехническом сооружении и глубина скважины. В паспорте к насосному оборудованию обязательно указывается глубина водозабора, на который рассчитан насос. Если вы не знаете, какой глубины ваше гидротехническое сооружение, лучше её измерять самостоятельно при помощи специального прибора или обычной верёвки. Также при помощи верёвки (её мокрой части) можно узнать высоту водного столба в скважине. Далее мы рассмотрим особенности выбора агрегата для скважин глубиной 30 метров.
- Потребности в воде . Выбор насосного оборудования без знания этой величины просто невозможен. В зависимости от разновидности насоса этот показатель может быть в пределах 20-200 л/мин. Расчёт делается с учётом, что один человек использует в сутки воду в объёме 200 л. Следовательно, на семью из четырёх человек понадобится насос, мощность которого находится в пределах 30-50 л/мин. Можно выбрать самый простой агрегат, например, Вихрь или Малыш, только стоит предусмотреть небольшой запас мощности. Если кроме водоснабжения дома прибор будет обеспечивать полив огорода, то нужен насос ещё большей мощности. Как правило, для полива огорода в день может понадобиться около 2 тыс. литров воды, поэтому мощность насосного оборудования должна быть больше на 50 л/мин.
- Производительность скважины . Точно вычислить объём воды, добываемый за определённый период, не получится. Для приблизительной оценки этого параметра засекают время, за которое всю воду из гидротехнического сооружения откачают, а также время, за которое полностью опустошённая скважина вновь наполнится водой. После этого второй показатель стоит разделить на первый. Полученный результат и будет дебетом водозабора. Для подбора насосного оборудования этой приблизительной величины будет вполне достаточно.
- Напор скважины на воду . Этот показатель особенно важен для водозаборов глубиной 30 метров и более. Для определения напора вы должны знать, сколько метров в глубину имеет ваша скважина. К этой величине прибавляют 30 и увеличивают на 10 процентов. В итоге вы получите высоту водяного столба. По этому показателю и выбирают насос. Например, если ваше гидротехническое сооружение глубиной 30 метров, то высота водяного столба получится 60 м +30 + 10% = 66 м. В таком случае лучше выбирать модель насосного оборудования, например, Малыш или Вихрь, с напором 70 метров.
- Диаметр ствола гидротехнического сооружения . Этот показатель нужен для определения мощности насосного оборудования. Если бурение вашей скважины выполняли профессионалы, то данную величину можно найти в паспорте скважины на воду. Если водозабор делали сами, то диаметр можно измерять тоже самостоятельно. Эта величина должна быть в дюймах, поэтому для перевода из сантиметров знайте, что в одном дюйме 2,54 см. Большинство насосов, в том числе и агрегат Малыш, предназначены для скважин размером 4 дюйма. Если диаметр ствола вашего сооружения нестандартный, нужную модель можно заказать из каталога. Именно поэтому, прежде чем делать скважину на воду, стоит заранее выбрать подходящий 4-х дюймовый диаметр обсадной колонны.
- Цена насосного оборудования – не менее важный показатель при выборе агрегата. Также при подсчёте расходов стоит учесть, что вам понадобится стальной трос для подвешивания насоса в скважине и автомат для подключения. Необязательно выбирать самый дорогой агрегат. Есть сравнительно недорогие отечественные модели, например, насос Малыш, которые отлично справляются с поставленными задачами.
Какой гидроаккумулятор необходим
Таблица подбора гидроаккумулятора.
Для правильного выбора насоса необходимо внимание уделить и тому, какой именно гидроаккумулятор будет использоваться. Назначение его состоит в том, чтобы накапливать определенный объем воды для предотвращения частого включения самого насоса
При достижении определенного объема воды насос выключается, пока вода не будет израсходована. Каждый насос имеет разрешенное количество пусков за час, превышать которое не рекомендуется.
Обычно это 20 пусков, которые при отсутствии гидроаккумулятора будут осуществляться при каждом открытии крана. А вот при наличии бака такие включения будут редкими, что продлит срок службы всего оборудования.
- Qmax – это максимальное значение расхода воды;
- Pset – давление при включении насоса;
- ΔР – это разница, которая наблюдается при включении и выключении насоса;
- Nmax – допустимое за час число включений и выключений, обычно оно указывается производителем для каждой модели отдельно;
- K = 0,9.
При выборе насоса необходимо учитывать, что давление в нем воздушной массы составляет всегда 0,8-0,9 бар.
Расчёт производительности насоса для скважины
Осуществляя расчет производительности насоса для скважины, также стоит учитывать и естественные колебания жидкости, которые по тем или иным причинам могут влиять на уровень воды в скважине. Как показывает практика, в течение года, под действием таких метеорологических факторов как засуха, обильные ливни и паводки, уровень жидкости может увеличиваться или напротив уменьшаться от 1 до 5-6 метров в зависимости от интенсивности вышеперечисленных явлений. Насосы в таких скважинах необходимо устанавливать на несколько метров глубже, чем минимально возможный показатель динамического уровня жидкости. Таким образом, можно дополнительно подстраховать скважинное оборудование на случай возможного обмеления источника.
Разобрав основные характеристики скважины, можно приступать к выбору нужной модели насоса. Здесь нас будут интересовать эксплуатационные параметры оборудования, а именно:
- Производительность
— это способность скважинного насоса перекачивать определенный объём воды за установленный промежуток времени.На заметку
Чтобы определить требуемый объём жидкости, можно воспользоваться усредненным значением, где в сутки один человек расходует примерно 1000 литров воды или один кубометр. Но не стоит забывать, что, как правило, в загородном доме несколько точек водоразбора. Это могут быть краны, смесители, стиральные и посудомоечные машины, ванные, душевые комнаты. И всегда есть вероятность их единовременного использования. Конечно же, не всех сразу (хотя такая вероятность также имеется), но нескольких — это уж точно. В общем, нам необходимо, чтобы насос, помимо среднего расхода, справлялся и с возможной пиковой нагрузкой. - Напор
, если не вдаваться в подробности, то напор скважинного насоса — это показатель создаваемого давления, которое может обеспечить конкретно взятый насос при перекачивании определенного количества жидкости. Если у вас интересуются, какой напор требуется, то под этим подразумевают, какое давление необходимо обеспечить насосу, чтобы перекачать определенный объём жидкости от начальной точки всасывания до конечной точки водораспределения, при этом преодолев все гидравлические сопротивления водопроводной системы.
Что необходимо знать при выборе насоса
Схема установки скважинного насоса.
Когда осуществляется выбор насоса, необходимо учитывать такие параметры, как:
Общая глубина скважины. Такая информация содержится в прилагаемом паспорте. Оборудование принято устанавливать на высоте от 1 м от уровня дна.
Динамический уровень воды. Насос необходимо ставить ниже этого уровня, он также указывается в паспорте
Статический уровень тоже важно учесть.
Диаметр скважины, чтобы правильно подобрать размер глубинного насоса, его адаптера, оголовка, крышки для устья скважины.
Дебит – это данные о производительности источника, скважинный насос не должен иметь производительность большую, чем у скважины. В идеале выбор надо делать таким образом, чтобы производительность оборудования была примерно на 5-10% меньше, чем дебит источника.
Размер, глубина фильтровальной части
Скважинный насос надо располагать таким образом, чтобы двигатель находился выше фильтра. Только в этом случае система будет работать без сбоев.
Расстояние от дома до скважины. Учитывается не только горизонтальное значение, но и высота, на которую поднимаются трубы.
Этажность, расположение самой верхней точки водоразбора.
Место, где установлена автоматика для управления насосом.
Вариант электропитания, который обеспечивает энергией скважинный насос.
Общие критерии выбора насоса для скважины на загородном участке:
- Мощность оборудования. Подбор агрегата зависит от глубины источника, необходимого напора и планируемого расхода воды для дома. Нельзя делать выбор без учета этого параметра.
- Глубина, которую имеет скважина. Этот параметр важен для выбора насоса, многие его считают одним из первых. Например, поверхностные насосы можно применять только для неглубоких источников и колодцев, а для водяных скважин используются только глубинные модели.
- Выбор осуществляется на основе того, каким будет планируемый расход воды, т. е. какой должна быть производительность насоса.
Расчёт центробежного насоса
Расчёт центробежного насоса заключается в определении двух параметров, необходимых для работы системы — подачи и напора. В зависимости от схемы установки подход к вычислению заданных параметров должен быть различным.
Расчёт повысительного насоса
для системы водоснабжения выполняется по нагрузке часа максимального водопотребления, а напор определяют разницей между заданным давлением на входе в систему водоснабжения и давлением на вводе водопровода.
Давление на вводе в систему водоснабжения равно сумме избыточного давления у верхней водоразборной точки, высоты водяного столба от насоса до верхней точки и потерь напора на участке от повысительного насоса до верхней точки. Избыточное давление у верхней водоразборной точки обычно принимают 5-10 м.вод.ст.
Расчёт подпиточного насоса
для системы отопления выполняют исходя из максимально допустимого времени заполнения системы и её ёмкости. Время заполнения системы отопления обычно принимают не более 2 часов. Напор подпиточного насоса определяется разницей между давлением выключения насоса (система заполнена) и давлением в месте подключения подпиточной линии.
Расчёт циркуляционного насоса
для системы отопления выполняют исходя из тепловой нагрузки и расчётного температурного графика. Подача насоса пропорциональна тепловой нагрузке и обратно пропорциональна расчётной разнице температур в подающем и обратном трубопроводе. Напор циркуляционного насоса определяется только гидравлическим сопротивлением системы отопления, который должен указываться в проекте.
Ирригационные водяные насосы — Публикации
Сердцем большинства ирригационных систем является насос. Чтобы сделать ирригационную систему максимально эффективной, насос должен быть выбран в соответствии с требованиями источника воды, системы распределения воды и ирригационного оборудования.
, используемые для орошения, включают центробежные, глубинные турбинные, погружные и пропеллерные насосы. На самом деле, турбинные, погружные и пропеллерные насосы — это особые формы центробежного насоса.Тем не менее, их имена распространены в отрасли. В этой публикации термин центробежный насос относится к любому насосу, который находится над поверхностью воды и использует всасывающую трубу.
Прежде чем выбрать ирригационный насос, вы должны тщательно и полностью описать условия, в которых будет работать насос. Инвентарь должен включать в себя:
- Источник воды (колодец, река, пруд и т. Д.)
- Требуемый расход насоса
- Всасывающая головка
- Общая динамическая головка
У вас обычно нет выбора источника воды; это либо поверхностные, либо колодезные воды, и местная геология и гидрологические условия будут определять наличие.Однако тип ирригационной системы, расстояние от источника воды и размер системы трубопроводов будут определять расход и общий динамический напор.
Основные рабочие характеристики насоса«Головка» — это термин, обычно используемый с насосами. Голова относится к высоте вертикального столба воды. Давление и напор являются взаимозаменяемыми понятиями в ирригации, поскольку столб воды высотой 2,31 фута эквивалентен 1 фунту на квадратный дюйм (PSI) давления. Общий напор насоса состоит из нескольких типов напоров, которые помогают определить рабочие характеристики насоса.
Total Dynamic Head
Общий динамический напор насоса представляет собой сумму общего статического напора, напора, трения и напора скорости. Объяснение этих терминов приведено ниже и графически показано в . Рис. 1 .
Рисунок 1. Суммарный динамический напор (TDH) представляет собой сумму суммарного статического напора, суммарного трения и напора. Показаны компоненты общего статического напора для системы откачки поверхностных и скважинных вод.
Total Static Head
Общий статический напор — это вертикальное расстояние, на которое насос должен поднять воду. При откачке из скважины это будет расстояние от уровня перекачиваемой воды в скважине до поверхности земли плюс вертикальное расстояние, на которое вода поднимается от поверхности земли до точки сброса. При откачке с открытой поверхности воды это будет полное вертикальное расстояние от поверхности воды до точки сброса.
Напорная головка
Системы дождевания и капельного орошения требуют давления для работы.Центральные поворотные системы требуют определенного давления в поворотной точке для правильного распределения воды. Напор в любой точке, где расположен манометр, может быть преобразован из PSI в футы напора путем умножения на 2,31.
Например, 20 фунтов на квадратный дюйм равен 20 умножить на 2,31 или 46,2 фута головы. Большинство городских систем водоснабжения работают при давлении от 50 до 60 фунтов на квадратный дюйм, что, как показано в Таблице 1 , объясняет, почему центры большинства городских водонапорных башен находятся примерно в 130 футах над землей.
Таблица 1.Фунты на квадратный дюйм (PSI) и эквивалентную голову в футах воды.
Фрикционная головка
Головка трения — это потеря энергии или снижение давления из-за трения, когда вода протекает по трубопроводам. Скорость воды оказывает существенное влияние на потерю трения.
Потеря напора из-за трения происходит, когда вода протекает через прямые секции труб, фитинги или клапаны; по углам; и где трубы увеличиваются или уменьшаются в размерах.Значения этих потерь можно рассчитать или получить из таблиц потерь на трение. Фрикционная головка для системы трубопроводов является суммой всех потерь на трение.
Velocity Head
Скоростной напор — это энергия воды, обусловленная ее скоростью. Это очень небольшое количество энергии и обычно незначительно при расчете потерь в ирригационной системе.
Всасывающая головка
Насос, работающий над поверхностью воды, работает с всасывающей головкой. Всасывающая головка включает в себя не только вертикальный подъем всасывания, но и потери на трение через трубу, колена, ножные клапаны и другие фитинги на стороне всасывания насоса.Допустимый предел для всасывающей головки насоса и чистой положительной высоты всасывания (NPSH) насоса устанавливает этот предел.
Максимальная теоретическая высота, на которую вода может подниматься с помощью всасывания, составляет около 33 футов. С помощью контролируемых лабораторных испытаний производители определяют кривую NPSH для своих насосов. Кривая NPSH будет увеличиваться с увеличением расхода через насос.
При определенной скорости потока значение NPSH вычитается из 33 футов для определения максимальной высоты всасывания, при которой этот насос будет работать.Например, если насос требует минимального значения NPSH в 20 футов, максимальная высота всасывания насоса составляет 13 футов.
Однако из-за потерь на трение во всасывающем трубопроводе насос, рассчитанный на максимальную высоту всасывания 13 футов, может эффективно поднимать воду только на 10 футов. Чтобы минимизировать потери на трение во всасывающем трубопроводе, всасывающая труба должна иметь больший диаметр, чем выпускная труба.
Эксплуатация насоса с подъемной силой всасывания, превышающей его предназначение, или в условиях избыточного вакуума в некоторой точке рабочего колеса может вызвать кавитацию.Кавитация — это взрыв пузырьков воздуха и водяного пара, который создает очень четкий шум
, например, гравий в насосе. Взрыв многочисленных пузырьков разрушит крыльчатку, и в конечном итоге она будет заполнена отверстиями.
Требования к мощности насоса
Мощность, добавляемую в воду при ее прохождении через насос, может быть рассчитана по следующей формуле:
WHP = мощность водяного конуса
Q = расход в галлонах в минуту (GPM)
TDH = общая динамическая высота (футы)
Однако фактическая мощность, необходимая для работы насоса, будет выше, чем эта, поскольку насосы и приводы неэффективны на 100 процентов.Мощность на валу насоса, необходимая для прокачки заданного расхода по указанному TDH, составляет лошадиных сил тормоза (л.с.), которые рассчитываются по следующей формуле:
BHP — мощность в тормозной системе (номинальная мощность в лошадиных силах, приводимая в действие)
Насос эфф. — КПД насоса, обычно считываемый из кривой насоса и имеющий значение от 0 до 1
Drive Eff. — КПД привода между источником питания и насосом.Для прямого подключения это значение равно 1; для правосторонних приводов значение составляет 0,95; для ременных передач она может варьироваться от 0,7 до 0,85
Влияние изменения скорости на производительность насоса
Производительность насоса зависит от скорости вращения крыльчатки. Теоретически, изменение скорости насоса приведет к изменениям расхода, TDH и BHP в соответствии со следующими формулами:
где:
об / мин1 = установка начальных оборотов в минуту
об / мин2 = установка новых оборотов в минуту
галлонов в минуту = галлонов в минуту (подписки такие же, как для оборотов)
TDH = общая динамическая головка (подписки такие же, как и для оборотов)
BHP = тормозная мощность (подписки такие же что касается оборотов)
Например, если число оборотов в минуту увеличивается на 50 процентов, скорость потока увеличивается на 50 процентов, TDH увеличивается (1.5 ÷ 1) в 2,
или 2,25 раза, и требуемая BHP увеличится (в 1,5 ÷ 1) 3, или в 3,38 раза, что требуется при более низкой скорости. Очевидно, что при увеличении скорости требования BHP к насосу будут увеличиваться на с более высокой скоростью , чем изменения напора и расхода.
КПД насоса
Производители используют тесты для определения рабочих характеристик своих насосов и публикуют результаты в таблицах производительности насоса, которые обычно называют «кривыми насоса». Типичная кривая насоса показана в Рисунок 2 .
Рис. 2. Типичная кривая насоса для горизонтального центробежного насоса. NPSH — это чистая положительная высота всасывания, необходимая для насоса, а TDSL — общая доступная динамическая высота всасывания (как на уровне моря).
Все кривые насоса представлены с указанием расхода по горизонтальной оси и TDH по вертикальной оси. Кривые в Рисунок 2 для центробежного насоса, испытанного на различных оборотах в минуту.
Каждая кривая указывает на GPM противОтношения TDH на проверенных оборотах. Кроме того, были добавлены линии эффективности насоса, и там, где
линия эффективности пересекает линии кривой насоса, это число является значением эффективности в этой точке.
Кривые лошадиных сил (BHP) также были добавлены; они наклоняются слева направо. Кривые BHP рассчитываются с использованием значений из линий эффективности. Кривая NPSH находится в верхней части графика, а ее масштаб — в правой части графика.
Чтение кривой насоса
Когда вы знаете желаемую скорость потока и TDH, вы можете использовать эти кривые для выбора насоса.Кривая насоса показывает, что насос будет работать в широком диапазоне условий. Однако он будет работать с максимальной эффективностью только в узком диапазоне скоростей потока и TDH.
В качестве примера того, как использовать характеристическую кривую насоса, давайте используем кривую насоса на Рис. 2 , чтобы определить мощность и КПД этого насоса при расходе 900 галлонов в минуту (GPM) и 120 футов TDH.
Решение: Следуйте пунктирной вертикальной линии от 900 галлонов в минуту, пока она не пересекает пунктирную горизонтальную линию от 120 футов TDH.В этот момент насос работает с максимальной эффективностью чуть ниже 72 процентов со скоростью 1600 об / мин. Если вы посмотрите на кривые BHP, этот насос требует чуть меньше 40 л.с. на входном валу. Более точную оценку BHP можно рассчитать с помощью уравнений 1 и 2. Используя уравнение 1, WHP будет [900 x 120] ÷ 3960 или 27,3, а из уравнения 2 BHP будет 27,3 ÷ 0,72 или 37,9, при условии, что эффективность привода составляет 100 процентов. Кривая NPSH использовалась для расчета маркеров полного динамического подъема всасывания (TDSL) в нижней части графика.Обратите внимание, что
TDSL при 1400 галлонах в минуту составляет 10 футов, но при 900 галлонах в минуту TDSL составляет более 25 футов.
Изменение скорости насоса
Теперь предположим, что этот насос подключен к дизельному двигателю. Изменяя число оборотов двигателя, мы можем изменять расход, требования TDH и BHP для этого насоса. Например, давайте изменим скорость двигателя с 1600 об / мин до 1700 об / мин. Как это влияет на GPM, TDH и BHP насоса?
Решение: Мы будем использовать уравнения 3, 4 и 5 для расчета изменения.Используя уравнение 3, изменение в GPM будет (1700 ÷ 1600) x 900, что равно 956 GPM. Используя уравнение 4, изменение TDH будет (1700 ÷ 1600) 2 x 120, что равно 135,5 футам TDH. Используя уравнение 5, изменение BHP будет (1700 ÷ 1600) 3 x 37,9, что равно 45,5 BHP. Эта точка изображена на рисунке 2 в виде круга с точкой в середине. Обратите внимание, что новая рабочая точка находится вверху и справа от старой точки, и эффективность насоса осталась прежней.
При выборе насоса для ирригационной установки установщик должен предоставить копию кривой насоса.Кроме того, установщик должен предоставить информацию, если рабочее колесо или рабочие колеса были подрезаны. Эта информация будет полезна в будущем, особенно если вам придется делать ремонт.
Центробежные насосы
Центробежные насосыиспользуются для откачки из резервуаров, озер, ручьев и мелких скважин. Они также используются в качестве вспомогательных насосов в ирригационных трубопроводах. Все центробежные насосы должны быть полностью заполнены водой или «заправлены», прежде чем они смогут работать.
Всасывающий трубопровод и насос должны быть заполнены водой и свободны от воздуха.Герметичные соединения и соединения чрезвычайно важны на всасывающей трубе. Заправка насоса может осуществляться с помощью ручных вакуумных насосов, вакуумного двигателя внутреннего сгорания, вакуумных насосов с приводом от двигателя или небольших водяных насосов, которые наполняют насос и всасывающую трубу водой.
Центробежные насосыпредназначены для горизонтальной или вертикальной работы. Горизонтальная центробежная установка имеет вертикальное рабочее колесо, соединенное с горизонтальным приводным валом, как показано в Рисунок 3 .
Рисунок 3.Горизонтальный центробежный насос.
Горизонтальные центробежные насосы являются наиболее распространенными в ирригационных системах. Они, как правило, дешевле, требуют меньше обслуживания, их легче устанавливать и они более доступны для проверки и обслуживания, чем вертикальные центробежные. В наличии имеются самовсасывающие горизонтальные центробежные насосы, но они являются насосами специального назначения и обычно не используются с системами орошения.
Вертикальные центробежные насосы могут быть установлены таким образом, чтобы рабочее колесо постоянно находилось под водой. (См. Плавающий насос на крышке.) Это делает ненужным заполнение, что делает вертикальную центробежную установку желательной для плавающих применений. Кроме того, функция самовсасывания очень желательна в районах с частыми отключениями электроэнергии или непиковым снижением цен на электроэнергию.
Самовсасывающий также подходит для новых панелей управления для центральных осей, где автоматический перезапуск является программируемой функцией.
Внимание:
Поскольку подшипники постоянно находятся под водой, эти насосы могут требовать более высокого уровня обслуживания.
Глубинные турбинные насосы
Глубинные турбинные насосы приспособлены для использования в обсаженных скважинах или там, где поверхность воды находится ниже практических пределов центробежного насоса. Турбинные насосы также используются с системами поверхностного водоснабжения.
Поскольку впуск для турбинного насоса постоянно находится под водой, заливка не является проблемой. Эффективность турбинного насоса сопоставима или выше, чем у большинства центробежных насосов. Они обычно дороже, чем центробежные насосы, и их сложнее осматривать и ремонтировать.
Турбинный насос состоит из трех основных частей: сборка головки, сборка вала и колонны и сборка корпуса насоса, как показано на Рисунок 4 . Головка обычно из чугуна и предназначена для установки на фундамент. Он поддерживает колонны, валы и чаши в сборе и обеспечивает отвод воды. Он также будет поддерживать электродвигатель, прямоугольный привод или ременный привод.
Рис. 4. Глубинный турбинный насос.
Узел вала и колонны обеспечивает соединение между головкой и чашами насоса.Линейный вал передает мощность от двигателя к рабочим колесам, а колонна переносит воду на поверхность. Вал на турбинном насосе может быть смазан водой или маслом.
Насос с масляной смазкой имеет полый вал, в который капает масло, смазывая подшипники. Водосмазываемый насос имеет открытый вал. Подшипники смазываются перекачиваемой водой. Если возможна перекачка мелкого песка, выберите насос с масляной смазкой, потому что он будет удерживать песок от подшипников.
Если вода предназначена для домашнего или домашнего скота, она не должна содержать масла, и следует использовать насос с водяной смазкой. В некоторых штатах, таких как Миннесота, у вас нет выбора; насосы с водяной смазкой требуются во всех новых ирригационных скважинах.
Подшипники линейного валаобычно устанавливаются на 10-футовых центрах для насосов с водяной смазкой, работающих на скоростях ниже 2200 об / мин, и на 5-футовых центрах для насосов, работающих на более высоких скоростях. Подшипники с масляной смазкой обычно размещаются на 5-футовых центрах.
Чаша насоса закрывает рабочее колесо. Из-за своего ограниченного диаметра каждое рабочее колесо имеет относительно низкий напор. В большинстве глубинных турбинных установок несколько чаш расположены последовательно друг над другом. Это называется постановкой. Четыре этапа чаша сборки содержит четыре рабочих колес все подключенные к общему валу и будут работать в четыре раза головки для выброса одноступенчатый насоса.
Рабочие колеса, используемые в турбинных насосах, могут быть полуоткрытыми или закрытыми, как показано на Рисунок 5 .Лопасти на полуоткрытых рабочих колесах открыты снизу, и они вращаются с жестким допуском к нижней части чаши насоса.
Рис. 5. Вид в разрезе двух закрытых рабочих колес внутри их чаш насоса.
Допуск является критическим и должен быть отрегулирован, когда насос новый. В течение начального периода обкатки муфты линейного вала будут затягиваться; поэтому после примерно 100 часов работы необходимо проверить настройки рабочего колеса.После обкатки допуск необходимо проверять и регулировать каждые три-пять лет или чаще при перекачке песка.
Рабочие колеса обоих типов могут привести к неэффективной работе насоса, если они не отрегулированы должным образом. Механическое повреждение может возникнуть, если полуоткрытые рабочие колеса установлены слишком низко, а лопасти трутся о дно чаш. Регулировка закрытых рабочих колес не так критична; однако, они все еще должны быть проверены и отрегулированы.
Регулировка рабочего колеса производится путем затягивания или ослабления гайки в верхней части узла головки.Регулировки рабочего колеса обычно производятся путем опускания рабочих колес на дно чаш и регулировки их вверх. Степень регулировки вверх определяется тем, насколько линейный вал будет растягиваться во время откачки. Регулировка должна производиться на основе минимально возможного уровня закачки в скважине.
Производитель насоса часто обеспечивает правильную процедуру регулировки. Процедура регулировки для многих распространенных турбин с глубокими скважинами описана в публикации EC 81-760 Службы расширения кооперативов штата Небраска под названием «Как отрегулировать вертикальные турбинные насосы для максимальной эффективности.”
Рабочие характеристики
Испытания определяют рабочие характеристики глубинных турбинных насосов. Характеристики в значительной степени зависят от конструкции чаши, типа рабочего колеса и скорости вала рабочего колеса. Расход, TDH, BHP, КПД и обороты аналогичны указанным для центробежных насосов. Вертикальные турбинные насосы обычно рассчитаны на конкретную настройку оборотов.
Вертикальная кривая турбинного насоса показана на Рисунок 6 . Эта кривая насоса аналогична кривой центробежного насоса, за исключением того, что вместо кривых для различных оборотов в минуту, кривые для рабочих колес с различным диаметром.
Рис. 6. Кривая глубинных турбинных насосов. Тормозная мощность и общий напор на одну ступень. Если насос имел пять ступеней, умножьте мощность в тормозной системе и общее значение напора на пять. Галлоны в минуту останутся прежними, независимо от того, сколько этапов добавлено.
Уменьшение диаметра рабочих колес называется «обрезка». Производители подгонят рабочие колеса до нужного размера, чтобы соответствовать требованиям TDH и скорости потока конкретной ирригационной установки.
Кривые насосов для турбинных насосов обычно показаны для одной ступени, поэтому полученный TDH будет определен путем умножения указанного напора на кривой насоса на количество ступеней. Требования к мощности в тормозной системе также должны быть умножены на количество ступеней. Обратите внимание, что скорость потока не изменится, независимо от того, сколько этапов добавлено.
Использование кривой насоса
В качестве примера, предположим, что кривая насоса в Рисунок 6 для пятиступенчатого насоса с 7.13-дюймовое рабочее колесо, обеспечивающее 800 GPM Каковы будут значения TDH и BHP?
Решение: Следуйте пунктирной вертикальной линии от 800 галлонов в минуту до места, где она соответствует 7,13-дюймовой кривой рабочего колеса в верхней части
диаграммы. Следуйте пунктирной горизонтальной линии влево, где показано 26 футов TDH. Умножение 26 на 5 дает 130 футов TDH. Затем следуйте пунктирной вертикальной линии от 800 галлонов в минуту до 7,13-дюймовой кривой BHP рабочего колеса в нижней части диаграммы, а затем следуйте горизонтальной пунктирной линии влево, где показано 6.5 л.с. Умножение 6,5 л.с. на 5 (пять ступеней) дает 32,5 л.с. для этого насоса. Также обратите внимание, что насос работает с максимальной эффективностью 80 процентов. При этой эффективности рассчитанная BHP (уравнения 1 и 2) составляет 32,8.
Монтаж вертикальных турбинных насосов
Глубинные турбинные насосы должны иметь правильное выравнивание между насосом и силовым агрегатом. Использование узла головки, совпадающего с узлом двигателя и колонки / насоса, облегчает получение правильного выравнивания.
Очень важно убедиться, что скважина прямая и прямая. Узел колонны насоса должен быть выровнен вертикально, чтобы никакая часть не касалась корпуса скважины. Распорки обычно прикрепляются к колонне насоса, чтобы насос не касался корпуса скважины.
Если колонна насоса коснется обсадной колонны, вибрация изнашивает отверстия в обсадной колонне. Неправильная ориентация колонны насоса также может привести к чрезмерному износу подшипника.
Головка в сборе должна быть установлена на надежном фундаменте не менее 12 дюймов над поверхностью земли.Фундамент из бетона ( Рис. 7 ) обеспечивает постоянную и беспроблемную установку. Фундамент должен быть достаточно большим, чтобы обеспечить надежное крепление узла головки.
Рис. 7. Рекомендуемое бетонное основание с подъездной трубой для измерения уровня воды и хлорирования.
Фундамент должен иметь по крайней мере 12 дюймов опорной поверхности со всех сторон колодца. В случае гравийной скважины 12-дюймовый зазор измеряется от внешнего края гравийной набивки.
Труба для доступа к скважине диаметром не менее 1,5 дюйма должна проходить через фундамент в корпус скважины. Труба доступа служит двум целям. Первый — это измерение статического и перекачивающего уровня воды в скважине, а второй — хлорирование скважины.
Полиэтиленовая трубка диаметром inch дюйма с закрытым нижним концом, вставленная в трубу доступа и простирающаяся до уровня насоса, значительно облегчит измерение уровня воды. Небольшие отверстия должны быть просверлены в трубке, чтобы вода могла легко входить и выходить из трубки.
Более подробную информацию об обслуживании скважин можно найти в публикации NDSU «Уход и техническое обслуживание ирригационных колодцев».
Погружные насосы
Погружной насос — это турбинный насос, тесно связанный с погружным электродвигателем, как показано на Рис. 8 . И насос, и двигатель подвешены в воде, что устраняет необходимость в длинном приводном валу и держателях подшипников, необходимых для глубинного турбинного насоса. Поскольку насос находится над двигателем, вода поступает в насос через экран между насосом и двигателем.
Рис. 8. Погружной насос, установленный в скважине.
Погружной насос использует закрытые рабочие колеса, потому что вал от электродвигателя расширяется, когда становится горячим, и толкает рабочие колеса. Если бы использовались полуоткрытые рабочие колеса, насос потерял бы эффективность. Кривая насоса для погружного насоса очень похожа на кривую для скважинного турбинного насоса.
Погружные двигатели имеют меньший диаметр и намного длиннее, чем обычные двигатели.Из-за своего меньшего диаметра они являются двигателями с более низким КПД, чем те, которые используются для центробежных или глубинных турбинных насосов.
Погружные двигатели обычно называют сухими или мокрыми двигателями. Сухие двигатели герметично закрыты маслом с высоким содержанием диэлектрика, чтобы исключить попадание воды из двигателя. Мокрые двигатели открыты для воды из колодца, а ротор и подшипники работают в воде.
Если циркуляция воды через двигатель ограничена или недостаточна, двигатель может перегреться и перегореть.Следовательно, длина стояка должна быть достаточной для полного погружения чаши в сборе и двигателя. Кроме того, корпус скважины должен быть достаточно большим, чтобы вода могла легко проходить через двигатель.
Небольшие погружные насосы (до 5 лошадиных сил) используют однофазную мощность. Однако большинству погружных насосов, используемых для орошения, требуется трехфазное электрическое питание. Электрическая проводка от насоса к поверхности должна быть водонепроницаемой, а все соединения герметичными. Электрическая линия должна быть прикреплена к трубе колонны каждые 20 футов, чтобы предотвратить ее наматывание на трубу колонны.
Напряжение на выводах двигателя должно быть в пределах плюс или минус 10 процентов от напряжения на паспортной табличке двигателя. Если в кабеле погружного насоса происходит падение напряжения на 5 процентов, напряжение на поверхности должно быть не менее 95 процентов от номинального напряжения.
Поскольку насос находится в колодце, молниезащита должна быть подключена к блоку управления. Удары молнии в скважинах с помощью погружных насосов являются основной причиной отказов насосов.
Вы можете выбрать погружные насосы для обеспечения широкого диапазона комбинаций расхода и TDH.Погружные насосы диаметром более 10 дюймов, как правило, стоят дороже, чем турбины с глубокими скважинами сопоставимых размеров, потому что двигатели дороже.
Многие производители производят погружные бустерные насосы. Эти насосы обычно монтируются горизонтально в трубопроводе. Преимущество использования погружного насоса в качестве бустерного насоса вместо центробежного заключается в уменьшении шума. Это желательный атрибут в жилых помещениях и вблизи полей для гольфа.
Погружные также имеют
.КАК спроектировать насосную систему
предыдущий
Что такое общая голова
Общий напор и расход являются основными критериями, которые используются для сравнения одного насоса с другим или для выбора центробежного насоса для применения. Общий напор связан с давлением нагнетания насоса. Почему мы не можем просто использовать давление нагнетания? Давление — это знакомая концепция, мы знакомы с ней в повседневной жизни. Например, огнетушители находятся под давлением 60 фунтов на кв. Дюйм (413 кПа), мы ставим давление воздуха 35 фунтов на кв. Дюйм (241 кПа) в наших велосипедных и автомобильных шинах.По понятным причинам производители насосов не используют давление нагнетания в качестве критерия выбора насоса. Одна из причин заключается в том, что они не знают, как вы будете использовать насос. Они не знают, какой расход вам нужен, а расход центробежного насоса не фиксирован. Давление нагнетания зависит от давления на стороне всасывания насоса. Если источник воды для насоса находится ниже или выше всасывающего отверстия насоса, для того же расхода вы получите другое давление нагнетания. Поэтому для устранения этой проблемы предпочтительно использовать разность давлений между входом и выходом насоса. |
Производители пошли на этот шаг дальше, величина давления, которое может создать насос, будет зависеть от плотности жидкости, для раствора с соленой водой, который плотнее чистой воды, давление будет выше при той же скорости потока , Еще раз, производитель не знает, какой тип жидкости находится в вашей системе, так что критерии, которые не зависят от плотности, очень полезны. Существует такой критерий, и он называется ВСЕГО ГОЛОВКИ, и он определяется как разница в напоре между входом и выходом насоса.
Вы можете измерить напорную головку, прикрепив трубку к стороне нагнетания насоса и измерив высоту жидкости в трубке относительно всасывания насоса. Трубка должна быть достаточно высокой для типичного бытового насоса. Если давление нагнетания составляет 40 фунтов на квадратный дюйм, трубка должна иметь высоту 92 фута. Это не практичный метод, но он помогает объяснить, как голова связана с общей головой и как голова связана с давлением. Вы делаете то же самое, чтобы измерить всасывающую головку.Разница между ними заключается в общем напоре насоса.
Рисунок 25
Жидкость в измерительной трубе на стороне нагнетания или всасывания насоса поднимется на одинаковую высоту для всех жидкостей независимо от плотности. Это довольно удивительное утверждение, вот почему. Насос ничего не знает о напоре, напор — это концепция, которую мы используем для облегчения нашей жизни. Насос создает давление, а разница давления в насосе — это количество энергии давления, доступной системе.Если жидкость плотная, например, такой как солевой раствор, на выходе насоса будет создаваться большее давление, чем если бы жидкость была чистой водой. Сравните два резервуара с одинаковой цилиндрической формой, одинаковым объемом и уровнем жидкости, резервуар с более плотной жидкостью будет иметь более высокое давление на дне. Но статический напор поверхности жидкости относительно дна одинаков. 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 показывает эту идею в действии 
.
По этим причинам производители насосов выбрали общий напор в качестве основного параметра, который описывает доступную энергию насоса.
Какая связь между головой и общей головой?
Общий напор — это высота, на которую поднимается жидкость 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 нужен только энергетический вклад насоса, а не энергия, которая ему подается.
Что такое единица измерения головы? Сначала давайте разберемся с единицей энергии. Энергия может быть выражена в фунтах, который представляет собой величину силы, необходимой для поднятия объекта, умноженную на вертикальное расстояние. Хорошим примером является поднятие тяжестей. Если вы поднимите 100 фунтов (445 Ньютонов) вверх 6 футов (1,83 м), необходимая энергия составляет 6 х 100 = 600 фут-фунтов (814 Н-м).
Голова определяется как энергия, деленная на вес смещенного объекта. Для штангиста энергия делится смещенный вес составляет 6 х 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 фута энергии эквивалентны 1 калории.Это означает, что наш штангист 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 вытеснения вертикально одного галлона воды.
Рисунок 27
На следующем рисунке показано, сколько головы требуется для выполнения той же работы.
Рисунок 28
Если мы используем энергию, чтобы описать, сколько работы насос должен сделать, чтобы вытеснить объем жидкости нам нужно знать вес.Если мы используем голову, нам нужно знать только расстояние по вертикали движения. Это очень полезно для жидкостей, потому что перекачивание является непрерывным процессом, обычно, когда вы качаете оставив насос включенным, вы не запускаете и не останавливаете насос для каждого фунта вытесненной жидкости. Мы в основном заинтересованы в установлении непрерывного расхода.
Другой очень полезный аспект использования головы — это то, что перепад высот или статическая головка может использоваться как одна часть значения общего напора, другая часть — это головка трения, как показано на следующем рисунке.Одна показывает фрикционную головку на стороне нагнетания, а другая — фрикционную головку на стороне всасывания.
Сколько статического напора требуется для накачки воды с первого этажа на второй этаж 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. Таким образом, общая высота головки должна составлять не менее 25 футов плюс потеря фрикционной головки жидкости, движущейся по трубам.
Рисунок 29
Как определить фрикционную головку
Фрикционная головка — это величина потерь энергии из-за трения жидкости, проходящей через трубы и фитинги. Требуется сила, чтобы переместить жидкость против трения, так же, как сила, необходимая для поднятия веса. Сила действует в том же направлении, что и движущаяся жидкость, и энергия расходуется. Аналогично тому, как головка рассчитывалась для подъема определенного веса, фрикционная головка рассчитывается с силой, необходимой для преодоления силы трения, умноженной на смещение (длину трубы), деленное на вес вытесненной жидкости.Эти расчеты были сделаны для нас, и вы можете найти значения потери трения в таблице 1 для разных размеров труб и скоростей потока.
Таблица 1
Загрузить версию для печати (в британских или метрических единицах).
В таблице 1 приведены данные о расходе и потере головки трения для воды, перемещаемой по трубе на типичная скорость 10 футов / с. Я выбрал 10 фут / с в качестве целевой скорости, потому что она не слишком велика который создал бы много трения и не слишком маленький, который замедлил бы вещи.Если скорость меньше, то потеря трения будет меньше, а если скорость выше, потеря будет быть больше, чем показано в таблице 1. Для стороны всасывания насоса желательно быть более консервативным 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 выходе. Правило большого пальца состоит в том, чтобы сделать всасывающую трубу того же размера или на один размер больше, чем всасывающее соединение.
Зачем беспокоиться о скорости, разве недостаточно информации о скорости потока для описания движения жидкости через система. Это зависит от того, насколько сложна ваша система, если выпускная труба имеет постоянный диаметр, то скорость, хотя вне будет такой же. Тогда, если вы знаете скорость потока, основываясь на таблицах потерь на трение, Вы можете рассчитать потери на трение только с расходом. Если диаметр выпускной трубы меняется, то скорость будет изменяться при той же скорости потока, а более высокая или более низкая скорость означает более высокую или более низкую потеря трения в этой части системы.Затем вам придется использовать скорость для расчета Потеря головки трения в этой части трубы. Вы можете найти калькулятор скорости веб-приложения здесь https://www.pumpfundamentals.com/web-apps.htm
Если вы хотите увидеть график скорости потока для 5 футов / с (имперский 
или метрика ) и 15 футов / с (имперский или метрика ), загрузите их здесь.
Для тех из вас, кто хотел бы сделать свои собственные расчеты скорости, вы можете скачать формулы и пример расчета здесь .
Те, кто хотел бы провести расчеты трения в трубе, могут загрузить пример здесь.
Веб-приложение для потери трения трубы доступно здесь https://www.pumpfundamentals.com/web-apps.htm
Производительность или характеристика насоса
Характеристическая кривая насоса имеет вид, аналогичный предыдущей кривой, которую я также назвал характеристической кривой, которая показала взаимосвязь между давлением нагнетания ипоток (см. рисунок 21). Как я уже говорил, это не практичный способ описания производительности, потому что вам нужно знать давление всасывания, используемое для создания кривой. Рисунок 30 показывает типичную характеристику общего напора в зависимости от расхода. Это тип кривой, которую все производители насосов публикуют для каждой модели насоса для данной рабочей скорости.
Не все производители предоставят вам характеристику насоса. Тем не менее, кривая существует, и если вы настаиваете, вы можете получить ее.Вообще говоря, чем больше вы платите, тем больше технической информации вы получаете.
Рисунок 30
Как выбрать центробежный насос
Маловероятно, что центробежный насос, купленный с полки, точно удовлетворит ваши требования к расходу. Скорость потока, которую вы получаете, зависит от физических характеристик вашей системы, таких как трение, которое зависит от длины и размера труб и разницы высот, которая зависит от здания и местоположения.Производитель насоса не может знать, какими будут эти ограничения. Вот почему купить центробежный насос сложнее, чем купить поршневой насос, который будет обеспечивать его номинальный расход независимо от того, в какую систему вы его устанавливаете.
Основными факторами, влияющими на расход центробежного насоса, являются:
— трение, которое зависит от длины трубы и диаметра
— статическая головка, которая зависит от разницы высоты разгрузки конца трубы относительновысота поверхности всасывающей жидкости
— вязкость жидкости, если жидкость отличается от воды.
Для выбора центробежного насоса необходимо выполнить следующие шаги:
1. Определите расход
Чтобы определить размер и выбрать центробежный насос, сначала определите скорость потока. Если вы владелец дома, выясните, кто из ваших потребителей воды пользуется наибольшим спросом. Во многих случаях это будет ванна, которая требует приблизительно 10 галлонов в минуту (0.6 л / с). В промышленных условиях скорость потока часто будет зависеть от уровня производства установки. Выбор правильной скорости потока может быть таким же простым, как и определение того, что для заполнения бака за разумное время требуется 100 галлонов в минуту (6,3 л / с), или скорость потока может зависеть от некоторого взаимодействия между процессами, которое необходимо тщательно проанализировать.
2. Определить статическую головку
Это вопрос измерения высоты между поверхностью жидкости всасывающего резервуара и высотой конца выпускной трубы или высоты поверхности жидкости сливного бака.
3. Определить фрикционную головку
Фрикционная головка зависит от скорости потока, размера трубы и длины трубы. Это рассчитывается из 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
Общая головка — это сумма статической головки (помните, что статическая головка может быть положительной или отрицательной) и фрикционной головки.
5. Выберите насос
Вы можете выбрать насос на основе информации каталога производителя насоса, используя общий напор и требуемый расход, а также соответствие применению.
Пример общего расчета головы
Пример 1 — Определение размера насоса для домашнего приложения
Опыт подсказывает мне, что для наполнения ванны за разумное время требуется скорость потока 10 галлонов в минуту.В соответствии с таблицей 1, размер медной трубки должен быть где-то между 1/2 «и 3/4», я выбираю 3/4 «. Я спроектирую свою систему так, чтобы от насоса находилась 3/4» основная медная трубка Распределитель, будет от 3/4 «от этого распределителя на первом этаже до уровня второго этажа, где расположена ванна. На всасывании я буду использовать трубу диаметром 1”, всасывающая труба — 30 футов (см. рисунок 30).
Рисунок 31
Потеря трения на стороне всасывания насоса
Согласно расчетам или использованию таблиц, которые здесь не представлены, потери на трение для 1 «трубы имеют потери на трение, равные 0.068 футов на фут трубы. В этом случае расстояние составляет 30 футов. Потеря трения в футах составляет 30 x 0,068 = 2,4 фута. В фитингах наблюдаются некоторые потери на трение. Предположим, что по консервативной оценке потеря фрикционной головки составляет 30%, а потеря фрикционной головки фитинга составляет = 0,3 x 2,4 = 0,7 фута. Если на линии всасывания имеется 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. Общая потеря трения на стороне всасывания составляет 2,4 + 0,7 = 3,1 фута.
Потери на трение для трубы 1 ”при 10 галлонах в минуту можно найти в справочнике Cameron Hydraulic, выдержка из которого приведена на следующем рисунке:
Потеря трения на стороне нагнетания насоса
Согласно расчетам или использованию таблиц, которые здесь не представлены, потери на трение для 3/4 «трубы имеют потери на трение, равные 0.23 фута на фут трубы. В этом случае расстояние составляет 10 футов от главного распределителя и еще 20 футов от главного распределителя до ванны, общая длина составляет 30 футов. Потеря трения в футах составляет 30 x 0,23 = 6,9 фута. В фитингах наблюдаются некоторые потери на трение. Предположим, что по консервативной оценке потеря фрикционной головки составляет 30%, а потеря фрикционной головки фитинга составляет = 0,3 x 6,9 = 2,1 фута. Общая потеря трения на стороне нагнетания составляет 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, выдержка из которого приведена на следующем рисунке:
Полная потеря трения для трубопроводов в системе составляет 9 + 3,1 = 12,1 фута.
Статическая головка согласно рисунку 41 составляет 35 футов. Поэтому общая голова 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 общая голова называется Total Dynamic Head (T.D.H.), она имеет то же значение. Номинальная мощность насоса должна быть как можно ближе к этим двум показателям, не расщепляя волоски. В качестве ориентира, допускайте отклонение плюс-минус 15% от общего напора. В потоке вы также можете разрешить вариант, но вы можете заплатить больше, чем вам нужно.
Для тех из вас, кто хотел бы выполнить собственный расчет трения фитингов, загрузите пример расчета здесь .
Каков рейтинг насоса? Производитель оценит насос при его оптимальном общем напоре и расходе, эта точка также известна как точка наилучшей эффективности или B.E.P .. При таком расходе насос работает максимально эффективно, и вибрация и шум будут минимальными. Конечно, насос может работать при других скоростях потока, выше или ниже номинальных, но срок службы насоса пострадает, если вы будете работать слишком далеко от его нормальных значений. Поэтому, в качестве ориентира, стремитесь к максимальному отклонению плюс или минус 15% от общего напора.
См. Еще один пример проектирования и расчетов для новой системы фонтанного насоса
.Рисунок 32
Примеры общих бытовых систем водоснабжения
На следующем рисунке показана типичная небольшая система водоснабжения в жилых помещениях.Желтый бак — это аккумулятор.
На следующих рисунках показаны различные распространенные системы водоснабжения и указаны статический напор, трение напора и общий напор насоса.
Рассчитать давление на выходе насоса из общего напора насоса
Для расчета давления на дне бассейна, вы должны знать высоту воды над вами.Неважно, бассейн это или озеро, высота определяет, какой вес жидкости выше и, следовательно, давление.
Давление равно силе, деленной на поверхность. Это часто выражается в фунтах на квадратный дюйм или фунтов на квадратный дюйм. Сила — это вес воды. Плотность воды составляет 62,3 фунтов на кубический фут.
Вес воды в резервуаре А — это плотность, умноженная на его объем.
Объем резервуара — это площадь поперечного сечения A, умноженная на высоту H.
Площадь поперечного сечения равна пи, умноженному на квадрат диаметра, деленный на 4.
Площадь поперечного сечения резервуара А составляет:
Объем V А х В:
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 фунт / кв.дюйм.Это 12 дюймов на фут, поэтому 12×12 = 144 дюйма на квадратный фут.
Давление p в нижней части бака A в фунтах на квадратный дюйм:
Если вы сделаете расчет для резервуаров B и C, вы найдете точно такой же результат, давление в нижней части всех этих резервуаров составляет 4,3 фунта на кв.
Общее соотношение давления и высоты резервуара:
SG или удельный вес — это еще один способ выразить плотность, 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 — значение меньше 1. Полезность удельного веса состоит в том, что он не имеет единиц измерения, поскольку он представляет собой сравнительную меру плотности или отношения плотностей, поэтому удельный вес будет иметь то же значение независимо от того, какую систему единиц мы используем, имперскую или метрическую
Для тех из вас, кто хотел бы увидеть, как обнаруживаются эти общие отношения, обратитесь к Приложению E в pdf-версии этой статьи .
Мы можем измерить напор на стороне нагнетания насоса, подключив трубку и измерив высоту жидкости в трубке.Поскольку труба на самом деле является только узким резервуаром, мы можем использовать уравнение давления и высоты резервуара
для определения давления нагнетания. В качестве альтернативы, если мы поставим манометр на выходе насоса, мы можем рассчитать напор.
Мы можем рассчитать давление нагнетания насоса на основе полного напора, который мы получаем из характеристической кривой насоса. Этот расчет полезен, если вы хотите устранить неполадки вашего насоса или проверить, производит ли он количество энергии давления, которое, по заявлению производителя, будет соответствовать вашему рабочему расходу.
Рисунок 37
Например, если характеристическая кривая насоса такая, как показано на рисунке 39, а расход в системе составляет 20 галлонов в минуту. Общая голова составляет 100 футов.
Установка, как показано на рисунке 37, система бытового водоснабжения, которая забирает воду из мелкого колодца на 15 футов ниже, чем всасывание насоса.
Насос должен будет поднять подъем, чтобы подвести воду к всасывающему патрубку.Это означает, что давление будет отрицательным (относительно атмосферы) на всасывании насоса.
Почему это давление меньше атмосферного или низкое? Если вы возьмете соломинку, заполните ее водой, закройте один конец кончиком пальца и переверните ее вверх дном, вы заметите, что жидкость не вытекает из соломки, попробуйте! Жидкость притягивается вниз под действием силы тяжести и создает низкое давление под кончиком пальца. Жидкость поддерживается в равновесии, потому что низкое давление и вес жидкости точно сбалансированы силой атмосферного давления, которая направлена вверх.
Такое же явление возникает во всасывающем насосе, который забирает жидкость из низкого источника. Как и в соломе, давление вблизи всасывающего патрубка насоса должно быть низким, чтобы жидкость поддерживалась.
Чтобы рассчитать напор, мы определяем общий напор из характеристической кривой и вычитаем это значение из напора на всасывании, это дает напор на выходе, который мы затем преобразуем в давление.
Мы знаем, что насос должен создавать подъем на 15 футов на всасывании насоса, подъем — отрицательный статический напор. Фактически он должен быть чуть больше 15 футов, потому что из-за трения потребуется более высокая высота всасывания. Но давайте предположим, что труба имеет большой размер и потери на трение малы.
Рисунок 39
ОБЩАЯ ГОЛОВКА = 100 = В D — В S
или
H D = 100 + H S
Общий напор равен разности между напорным напором на нагнетании H D и напорным напором на всасывании H S .H S равен –15 футам, потому что это подъемник, следовательно:
H D = 100 + (-15) = 85 футов
Давление нагнетания будет:
Теперь вы можете проверить насос, чтобы убедиться, что измеренное давление нагнетания соответствует прогнозу. Если нет, возможно, что-то не так с насосом.
Примечание: вы должны быть осторожны, когда располагаете манометр, если он намного выше, чем всасывание насоса, скажем, выше 2 футов, вы будете читать меньшее давление, чем на самом деле в насосе.Также следует учитывать разницу в напоре скорости нагнетания насоса по отношению к всасыванию, но обычно она небольшая.
Компания Goulds Pump имеет очень хорошее руководство по выбору размеров насосов для бытовых систем водоснабжения .
Посмотрите, как можно подойти к этой теме.
вернуться к началу
Copyright 2019, PumpFundamentals.com ,
«Мне нравится широта ваших курсов HVAC; не только экология или экономия энергии
курсов. «
Рассел Бейли, П.Е.
Нью-Йорк
«Это укрепило мои текущие знания и дополнительно научило меня нескольким новым вещам
, чтобы выставить меня на новые источники
информации.»
Стивен Дедук, П.Е.
Нью-Джерси
«Материал был очень информативным и организованным. Я многому научился, и они были
очень быстро отвечают на вопросы.
Это было на высшем уровне. Будет использовать
снова. Спасибо. «
Блэр Хейворд, П.Е.
Альберта, Канада
«Простой в использовании сайт.Хорошо организовано. Я действительно буду использовать ваши услуги снова.
Я передам вашу компанию
имя другим на работе. «
Рой Пфлайдерер, П.Е.
Нью-Йорк
«Справочный материал был превосходным, и курс был очень интересным, особенно, поскольку я думал, что я уже был знаком
с подробной информацией о Канзасе
Городская авария Хаятт.»
Майкл Морган, П.Е.
Техас
«Мне очень нравится ваша бизнес-модель. Мне нравится возможность просматривать текст перед покупкой. Я нашел класс
информативно и полезно
в моей работе. «
Уильям Сенкевич, П.Е.
Флорида
«У вас есть большой выбор курсов, и статьи очень информативны.Вы
— лучшее, что я нашел «.
Рассел Смит, П.Е.
Пенсильвания
«Я считаю, что такой подход позволяет работающему инженеру легко заработать PDH, предоставив время для обзора
материал. «
Jesus Sierra, P.E.
Калифорния
«Спасибо, что разрешили мне просмотреть неправильные ответы.На самом деле,
человек учится больше
от сбоев. «
John Scondras, P.E.
Пенсильвания
«Курс был хорошо составлен, и использование конкретных примеров эффективно
способ обучения. «
Джек Лундберг, П.Е.
Висконсин
«Я очень впечатлен тем, как вы представляете курсы; i.э., разрешив
студент пересмотреть курс
материал до оплаты и
получает викторину. «
Арвин Свангер, П.Е.
Вирджиния
«Спасибо за предложение всех этих замечательных курсов. Я, конечно, выучил и
очень понравилось. «
Мехди Рахими, П.Е.
Нью-Йорк
«Я очень рад предложениям курса, качеству материала и простоте поиска и
принимает ваш он-лайн
курсов.»
Уильям Валериоти, П.Е.
Техас
«Этот материал в значительной степени оправдал мои ожидания. Курс был прост в использовании. Фотографии в основном обеспечивали хорошее визуальное отображение
обсуждаемых тем. «
Майкл Райан, П.Е.
Пенсильвания
«Именно то, что я искал. Нужен 1 кредит по этике и нашел его здесь.»
Gerald Notte, P.E.
Нью-Джерси
«Это был мой первый онлайн-опыт получения необходимых кредитов PDH. Это было
информативно, выгодно и экономично.
Я очень рекомендую его
для всех инженеров. «
Джеймс Шурелл, П.Е.
Огайо
«Я ценю вопросы» реального мира «и имеют отношение к моей практике, и
не основано на некоторых неясных раздел
законов, которые не применяются
— «нормальная» практика.»
Марк Каноник, П.Е.
Нью-Йорк
«Большой опыт! Я многому научился возвращаться к своему медицинскому устройству.
организации. «
Иван Харлан, П.Е.
Теннесси
«Материал курса имел хорошее содержание, не слишком математическое, с хорошим акцентом на практическое применение технологий».
Евгений Бойл, П.E.
Калифорния
«Это был очень приятный опыт. Тема была интересной и хорошо представленной,
и онлайн формат был очень
доступны и легко
использовать. Большое спасибо. «
Патриция Адамс, П.Е.
Канзас
«Отличный способ достичь соответствия требованиям PE Continuation Education в течение срока действия лицензии.»
Джозеф Фриссора, П.Е.
Нью-Джерси
«Должен признаться, я действительно многому научился. Это помогает провести печатную викторину в течение
Обзор текстового материала. Я
также оценили просмотр
фактических случаев. «
Жаклин Брукс, П.Е.
Флорида
«Документ Общие ошибки ADA при проектировании объектов очень полезен.
Тесттребовал исследования в
документ , но ответы были
легко доступны. «
Гарольд Катлер, П.Е.
Массачусетс
«Это было эффективное использование моего времени. Спасибо за то, что у вас есть выбор
в транспортной инженерии, которая мне нужна
для выполнения требований
сертификация PTOE.»
Джозеф Гилрой, П.Е.
Иллинойс
«Очень удобный и доступный способ заработать CEU для моих требований Delaware PG».
Ричард Роудс, П.Е.
Мэриленд
«Многому научился с защитным заземлением. До сих пор все курсы, которые я выбрал, были великолепны.
Надеюсь увидеть больше 40%
дисконтных курсов.»
Кристина Николас, П.Е.
Нью-Йорк
«Только что закончили экзамен по радиологическим стандартам и с нетерпением ждем дополнительных
курсов. Процесс прост и
намного эффективнее, чем
приходится путешествовать. «
Деннис Мейер, П.Е.
Айдахо
«Услуги, предоставляемые CEDengineering, очень полезны для профессионалов
Инженеры, чтобы получить единицы PDH
в любое время.Очень удобно. «
Пол Абелла, П.Е.
Аризона
«Пока это было здорово! Будучи полной матерью двоих детей, у меня не так много
время для исследования, где
получить мои кредиты от. «
Кристен Фаррелл, П.Е.
Висконсин
«Это было очень познавательно и познавательно.Легко , чтобы понять с иллюстрациями
и графики; определенно делает это
легче поглотить все
теории. «
Виктор Окампо, P.Eng.
Альберта, Канада
«Хороший обзор принципов полупроводника. Мне понравилось проходить курс в
мой собственный темп во время моего утра
метро добираться
на работу.»
Clifford Greenblatt, P.E.
Мэриленд
, 
Обычно расход жидкости, который должен доставить насос, определяется процессом, в котором установлен насос. В конечном итоге это определяется балансом массы и энергии процесса.
Например, требуемый расход насоса, подающего масло в дистилляционную колонну нефтеперерабатывающего завода, будет определяться тем, сколько продукта необходимо произвести в колонне.Другим примером является расход охлаждающего водяного насоса, циркулирующего воду через теплообменник, определяется количеством требуемой теплопередачи.
Общая дифференциальная головкаОбщий перепад давления, который должен создать насос, определяется расходом перекачиваемой жидкости и системой, через которую течет жидкость.
По сути, общая дифференциальная головка состоит из 2 компонентов. Первый — это статический напор на насосе, а второй — потеря фрикционного напора в системах всасывания и нагнетания.
Общий дифференциальный напор = разность статических напоров + потери на трение в головке
Разница статических головок
Разница в статическом напоре на насосе — это разница в напоре между нагнетательной статической головкой и всасывающей статической головкой.
Разница в статическом напоре = статическая напорная головка — статическая напорная головка
Разрядная статическая головка
Статический напор нагнетания представляет собой сумму давления газа на поверхности жидкости в нагнетательном сосуде (выраженную в виде напора, а не давления) и разности высот между выпуском выпускного трубопровода и центральной линией насоса.
Статический напор нагнетания = Напор напора газа в нагнетательном сосуде + высота выпускного отверстия выпускной трубы — высота центральной линии насоса
Выход выпускного трубопровода может находиться над поверхностью жидкости в сливном сосуде или может быть погружен, как показано на этих 3 диаграммах.
Нагнетание насоса над поверхностью жидкости
Выпускная труба погружного насоса
Выпускная трубавходит в дно сосуда
Статическая головка всасывания
Статическая головка всасывания представляет собой сумму давления газа на поверхности жидкости во всасывающем сосуде (выраженную в виде головки, а не давления) и разницы в высоте между поверхностью жидкости во всасывающем сосуде и центральной линией насос.
Статическая головка всасывания = Напор газа во всасывающем сосуде + высота поверхности жидкости всасывающего сосуда — высота центральной линии насоса
Примечание: давление газа можно преобразовать в напор с помощью: Напор газа = давление газа ÷ (плотность жидкости х ускорение под действием силы тяжести)
Всасывающий насос
Потери фрикционной головки
Общие потери на трение в системе состоят из потерь на трение в системе всасывающих трубопроводов и потерь на трение в системе нагнетательных трубопроводов.
Потери на трение = потери на трение в системе всасывающих трубопроводов + потери на трение в системе на выпускных трубах
Потери на трение в системах всасывающих и нагнетательных трубопроводов представляют собой сумму потерь на трение из-за жидкости, протекающей через трубы, фитинги и оборудование. Потери напора на трение обычно рассчитывают по уравнению Дарси-Вейсбаха, используя коэффициенты трения и коэффициенты фитингов для расчета потери давления в трубах и фитингах.
уравнение Дарси-Вейсбаха:
Чтобы рассчитать потери фрикционной головки, вам необходимо знать длину и диаметр трубопровода в системе, а также количество и тип фитингов, таких как изгибы, клапаны и другое оборудование.
Чистая положительная всасывающая головка доступнаДоступная чистая положительная высота всасывания (NPSHa) — это разница между абсолютным давлением на всасывании насоса и давлением пара перекачиваемой жидкости при температуре перекачки.
Это важно, потому что для правильной работы насоса давление на всасывании насоса должно превышать давление пара, чтобы перекачиваемая жидкость оставалась жидкой в насосе. Если давление пара превышает давление на всасывании насоса, в жидкости образуются пузырьки пара. Это известно как кавитация и приводит к потере эффективности насоса и может привести к значительному повреждению насоса.
Чтобы обеспечить правильную работу насоса, имеющаяся чистая положительная головка всасывания (NPSHa) должна превышать требуемую чистую положительную голову всасывания (NPSHr) для этого конкретного насоса.NPSHr указывается производителем насоса и часто отображается на кривой насоса.
Доступна чистая положительная головка всасывания = напор абсолютного давления на всасывании насоса — напор жидких паров
Мощность насосаНасосы обычно приводятся в движение электродвигателями, дизельными двигателями или паровыми турбинами. Определение необходимой мощности имеет важное значение для определения размера привода насоса.
Мощность насоса = расход x общий перепад давления x плотность жидкости x ускорение под действием силы тяжести ÷ КПД насоса
Как определить размер насосаДавайте рассмотрим пример, чтобы продемонстрировать, как определить размер насоса.
30000 кг / час воды необходимо перекачать из одного сосуда в другой через систему, показанную на диаграмме ниже. Вода имеет температуру 20 ° С, плотность 998 кг / м3, давление пара 0,023 бар и вязкость 1 сП. Предположим, что КПД насоса составляет 70%.
Расчет
Расчет представлен ниже:
Результаты
Расход насоса = 30 м3 / час
Головка полного дифференциального насоса = 134.8 м
Чистая положительная высота всасывания доступна = 22,13 м
Мощность насоса = 15,7 кВт
,