От правильности выбора центробежного насоса зависит его энергоэффективность, скорость перекачивания воды, соответствие поставленным задачам. С оценки технических характеристик насоса начинается выбор агрегата. Даже в простых расчетах необходимо учитывать не только цифры, но и условия работы центробежного насоса на определенной локации.
Характеристики насоса чаще всего представляют в виде графиков, где от одного показателя зависит второй. Это объясняется взаимодействием параметров насосного оборудования. С построением графика намного проще определить точки соприкосновения и рассчитать, для какого значения одного показателя будет соответствовать другое. Даже если вы раньше не сталкивались с подобными расчетами, после изучения обзорного материала, будет понимание технических особенностей насосов.
Характеристики любого насоса
При выборе насосов технические характеристики можно условно разделить на ключевые и дополнительные. Для начала разберемся с перечнем основных параметров насосов, которые определяют работу насоса.
Производительность насоса – это количество кубометров или литров за час, которые может перекачать насос. Производительность насоса помогает определить, насколько эффективным будет агрегат для работы в определенных условиях.
Напор насосов – это техническая характеристика, которая обозначается в формулах в метрах. За счет нее вы можете определить, насколько высоко с помощью этого насоса можно поднять перекачиваемую жидкость. Если вам нужно поднимать жидкость из расположенного низко источника, либо транспортировать жидкость придется высоко, характеристики напора играют большую роль.
Мощность – это совокупность значений энергии, которая производится насосами за единицу времени.
Коэффициент полезного действия насоса – еще один важный параметр, который рассчитывают по двум показателям. Он означает отношение двух видом энергий насосов – полезной и потребляемой. КПД для удобства чаще переводят в проценты.
Для получения необходимых технических характеристик проводят замеры насоса. Для этого могут понадобиться манометр, дроссельная шайба. Для получения значения результативного параметра КПД потребуются просчеты производительности, мощности и напора.
Если вы не желаете использовать формулы, можно построить график работы насоса. В нем обозначают разные точки. Путем построения кривых на графике с возрастанием удастся проанализировать необходимые параметры. С помощью графика также можно установить плавность и бесперебойность работы конкретного насоса.
Если график получается с плавным, постепенным возрастанием кривой, это означает отличные характеристики насоса. Хуже, когда кривая ступенчатая.
С построением кривой определяют рабочую характеристику насосов. Она определяет взаимоотношение между подачей оборудования и показателями напора. При пересечении этих двух характеристик обозначают на графике рабочую точку насоса.
Саму кривою делят на части – нисходящую и восходящую. Первый промежуток означает стабильную работу насоса, для восходящего участка кривой характерна неустойчивая работа с рисками срывов. Мощность холодного хода рассчитывают в момент отсутствия подачи жидкости для перекачивания. КПД в точке этого значения должен быть нулевым.
Когда в насосе начинается подача воды, этот процесс сопровождается ростом показателя КПД. После достижения коэффициентом полезного действия своего предела, начинается снижение показателя.
Характеристики насоса и их регулирование
Настройки технических параметров призваны изменить подачу воды в насосе. Существует несколько способов регулирования технических характеристик насоса для достижения поставленных целей. Самым простым считают способ воздействия на систему путем установки регулирующего вентиля. Располагать задвижку можно только вблизи насоса, но не на всасывающем трубопроводе. Здесь важно просчитать правильное размещение задвижки, чтобы не допустить сбоя в системе.
Другой вариант – воздействие на показатели частоты вращения в насосе. Для этого потребуется установка специальных устройств. Существуют и другие способы регулирования технических параметров в насосе. Их внедрение предусматривает вмешательство в целостность насоса, поэтому это не всегда обосновано, безопасно.
В регулировании технических параметров насосов можно изменить количество рабочих ступеней, изменить наклон в установке рабочего колеса. Специалисты могут предложить и комбинированные варианты, когда для изменения технических характеристик используют сразу несколько подходов.
Как работают центробежные насосы?
Центробежный насос считается одним из самых востребованных на рынке. Он демонстрирует высокую мощность, позволяет использовать устройство на протяжении всего срока эксплуатации без износа. Используют такие виды насосов в разных целях – для промышленного назначения и бытового.
По техническим характеристикам насосы превосходят другие типы агрегатов из одной ценовой сетке. Эффективность центробежного насоса во многом зависит от рабочего колеса. Конструкцией предусмотрено центральное использование этого ключевого элемента.
Все рабочие колеса в центробежных насосах имеют по два диска, расположенных спереди и сзади на расстоянии нескольких сантиметров. За счет расположенных между ними лопастей производится перекачивание жидкости в системе.
Чтобы в рабочем режиме насос бесперебойно перекачивал жидкость, есть специальные уплотнители. Они предотвращают утечки и другие проблемы в работе центробежного насоса. Алгоритм работы любого насоса из этой категории представлен следующей пошаговой инструкцией:
- при включении насоса вода из источника заполняет его;
- при движении жидкость попадает в промежутки между лопастями;
- с центробежной силой вода выталкивается к патрубку на выходе системы;
- дальше вода продолжает двигаться за счет переменных значений давления рабочей камеры. В рабочей камере прослеживается снижение давление, а в выходящем патрубке оно высокое.
По такому алгоритму циркулирует жидкость в насосе. Сбои и остановка работы происходит при попадании воздуха. С воздушными пробками пропадает разница давления, поэтому весь процесс нарушается. Если вы обратите внимание на современные модели центробежных насосов, производители учитывают этот фактор, и предлагают в комплекте воздухоотводящие устройства.
Чтобы понимать взаимодействие всех технических параметров насосов, необходимо обозначить все конструктивные элементы. В центробежном насосе есть:
- обратный клапан. Он удерживает небольшое количество воды в системе для запаса. При включении насоса обязательно заполняйте его жидкостью;
- фильтры. Устанавливают на входном патрубке, куда поступает жидкость из источника. С помощью фильтров удается блокировать все сторонние частицы и загрязнения. Так, удается продлить работу центробежного насоса;
- предохранительный клапан насоса. Предотвращает гидроудары;
- дополнительные оснащения для автоматизации контроля и настроек насоса.
Все центробежные насосы отличаются между собой. Вы сможете подобрать оптимальные варианты оборудования с зависимости от поставленных целей.
От чего зависят технические характеристики насосов: вывод
Можно выделить ряд факторов, которые определяют работу насосов. Технические характеристики насосов зависят от движения рабочего колеса. Если оно вращается в обратном направлении, эффективность работы такого оборудования будет существенно ниже.
Из-за технических неполадок в работе насоса, которые могут быть вызваны попаданием сторонних предметов, засорения и прочих факторов оборудование может выйти из строя. Также к перечню условий относят неисправность в трубопроводе.
Соответственно, не только электродвигатель определяет работу насоса. Мощность электродвигателя не определяет однозначно возможности оборудования.
Если вы намерены обеспечить бесперебойную работу насосного оборудования, потребуется правильно подобрать соотношение ключевых характеристик насоса. Также ориентируйтесь на цену насоса. Оборудование может быть менее мощным, но эффективным. Мощные насосы стоят на порядок дороже, но вы должны определить, насколько такое оборудование нужно в условиях эксплуатации.
Производительность насоса: расчет подачи и выбор насоса
Производительность насоса (подача Q) — это объем жидкости, который насос может переместить за определенный промежуток времени. Чтобы рассчитать производительность насоса в литрах в минуту, необходимо учесть условия, в которых он будет использоваться. После расчета этой величины вы сможете определить, какой насос подойдет именно вам.
Чтобы сделать расчет производительности насоса, нужно начать с того, как рассчитать напор насоса, который нам понадобится. Для этого нужно измерить расстояние от точки зеркала воды до самой удаленной точки потребления. Расстояние измеряется в метрах.
Обратите внимание! Обычно, если расстояние по горизонтали от точки напора составляет 10 метров, то это равно одному вертикальному метру подъема устройства. Таким образом, устройство с напором 40 метров будет выдавать не более 2 атмосфер давления, если оно будет забирать воду на уровне ее выдачи и расстояние до точки выдачи составит 200 метров (то есть без подъема, только по горизонтали).
Это объясняется тем, что при таком расстоянии по горизонтали от точки напора устройство будет иметь только 2 атмосферы давления, так как каждая атмосфера давления соответствует примерно 10 метрам напора.
Пример установки оборудования в частном доме
Расчет производительности для дома
На рисунке буквой Н обозначается высота, а буквой L — длина. При расчете расстояния необходимо занести расстояние по вертикали и горизонтали в разные строчки. Далее мы объясним, как их сложить правильно.
Предположим, что расстояние Н (высота) от зеркала воды до самой крайней точки (в ванной комнате) составляет 8 метров, а расстояние L (длина) магистрали – 18 метров. Тогда, чтобы перевести длину в высоту, нам нужно разделить ее на десять: H = L / 10 = 18 / 10 = 1,8 метра. Затем мы складываем эту величину с замеренной высотой и получаем 9,8 метра.
Следующим этапом необходимо выполнить расчёт потребляемой воды Q. Для этого нужно посчитать, сколько одновременно открытых точек забора воды будет использоваться. В нашем случае:
- смеситель умывальника – 10 литров в минуту.
- смеситель ванны – 15 литров в минуту.
- стиральная машина – 8 литров в минуту.
Суммарный расход вычисляем путем сложения: 10 + 15 + 8 = 33 л/мин. Производительность насоса должна равняться этому значению или превышать его.
Купить насос и необходимые для него принадлежности можно в нашем интернет-магазине.
Выдача 20 л/мин, ёмкость резервуара 2л – идеальное негабаритное решение для постоянного напора воды в загородном доме из резервуара
Итак, мы выяснили, что для нужного нам снабжения дома водой нам понадобится, чтобы производительность водяного насоса составляла 33 литра воды в минуту на высоту 10 метров. Получив эти данные, можно приступить к выбору модели оборудования.
Характеристики насоса
Гидравлическая характеристика показывает зависимость производительности и напора и обозначается на графиках кривыми линиями.
Подача устройства – это объём жидкости, который насос перемещает за определённый промежуток времени. Она обозначается буквой Q и измеряется в м3/ч.
Напор насоса — это высота, на которую устройство может поднять столб воды. Обозначается буквой H и измеряется в метрах (м).
Мощность насоса — количество перекачиваемой воды в единицу времени. Эта величина выражается в литрах или кубических метрах в секунду и характеризует производительность или полезную мощность оборудования. Кроме того, существует потребляемая мощность. Это показатель электроэнергии, которая затрачивается на работу насоса и измеряется в киловаттах.
График кривой напора и производительности
КПД, или коэффициент полезного действия, показывает, какая часть потребляемой энергии преобразуется в полезную работу. Полезная работа — это та работа, которую устройство совершает над жидкостью, а потребляемая энергия — это энергия, которую двигатель затратил на то, чтобы раскрутить вал.
Нагрузка, которую создает вода при создании давления и ее перемещении, приводит к потере части полезной энергии. Высокий КПД говорит о том, что машина эффективно выполняет свою работу.
Если вы узнаете, в каких единицах измеряется производительность, то сможете легко ориентироваться и понимать, на какие данные стоит обращать внимание.
Производительность насоса: расчёт и регулирование
Напор, мощность, эффективность — главные параметры при выборе насосов. В этой статье — что такое производительность, как она рассчитывается и способы ее регулировки.
Что такое производительность насоса
Производительность насоса, она же подача или объемный расход — это количество жидкости, перекачиваемый аппаратом за единицу времени. Данный параметр в формулах обозначается буквой Q, единицы измерения – м3/с, м3/ч, л/с, л/ч. Максимальную величину данной технической характеристики отмечают на идентификационной табличке каждого насоса – шильде.
Если подачу измеряют не объёмом, а количеством перемещаемой жидкости в единицу времени, такой расход называется массовым. Массовый расход отмечают буквой G. Соотношение массового и объемного расхода выражается формулой:
Где ρ – плотность перекачиваемой жидкой среды
Аппараты для измерения производительности
- Ротаметр состоит из стеклянной трубки с поплавком. Для измерения прибор оснащён шкалой и калибровочным графиком. Устройство монтируется в трубопровод.
Дифманометр с мерной диафрагмой — это U-образная трубка с жидкостью. Диафрагма в виде переборки с отверстием крепится к трубопроводу, трубка подсоединяется двумя шлангами, вмонтированными перед и за диафрагмой. Жидкости в трубопроводе и дифманометре не перемешиваются. Напор перемещаемой жидкой среды после прохода сквозь диафрагму падает. По шлангам напор передается жидкости в U-образной трубке. Чем больше производительность, тем выше:
— разница напора с двух сторон диафрагмы;
— разница между уровнями жидкости в двух ветвях дифманометрической трубки.
Посредством градуировочного графика из полученных значений дифманометра рассчитывается подача насоса.
Данные манометры состоят из:
Влияние производительности на выбор насоса
Потребительские качества насоса выявляются в зависимости напора от подачи. Максимальной подаче соответствует минимальный напор и наоборот. Данный график зависимости заносится в техническую документацию устройства. Если данная информация отсутствует, покупатель самостоятельно проверяет оборудование после установки.
Устройство подбирается под определённую трубопроводную систему, поэтому необходимое значение понятно наперёд.
В некоторых отраслях используются разные типы насосных устройств, например, и винтовые, и центробежные. В таком случае выбирается агрегат с максимально соответствующей производительностью.
| Производительность, м³/ч | Подходящий тип насоса |
| До 10 м³/ч | Бочковые, насосы-дозаторы, винтовые, импеллерные, полупогружные, мембранные, химические, центробежные, оборудование для дезинфекции |
| 10 – 100 м³/ч | Винтовые, импеллерные, полупогружные, центробежные, мембранные, химические, центробежные |
Факторы, влияющие на производительность насоса
Конструкция и принцип работы насоса воздействуют на производительность и метод её расчёта. На значении параметра влияют:
- частота оборотов или тактов устройства;
- свойства жидкости;
- особенности трубопровода;
- при самовсасывании плотной или вязкой жидкости подача уменьшается.
Производительность центробежных насосов
Центробежные насосы обладают высокой эффективностью, а также равномерной подачей. Но значения падают по мере усиления напора. По силе напора центробежные устройства проигрывают мембранным, винтовым, импеллерным аппаратам.
С повышением производительности увеличивается используемая мощность, а КПД достигает максимальной величины и начинает снижаться. Наиболее благоприятный рабочий режим — при максимальном КПД. Многоступенчатая разновидность устройств при схожем с одноступенчатыми объемном расходе выдает больший напор.
Способы управления подачей центробежного насоса:
- Изменение частоты оборотов рабочего колеса. С падением частоты оборотов уменьшается производительность насоса. С уменьшением подачи падает напор, а также использование электроэнергии насосом.
- Смена положения задвижки на напорном трубопроводе. Чем больше открыта задвижка, тем выше подача. Данный метод легче предыдущего, но не снижает энергопотребление. При падении производительности с помощью задвижки КПД снижается, напор возрастает.
- Байпасирование – использование байпаса, обходного пути с задвижкой для отвода части жидкости из напорного трубопровода во всасывающий. Производительность регулируют положением задвижки. Размер изменения определяют по разнице значений двух дифманометров, монтированных перед и после байпаса. При открытии задвижки байпаса повышается эффективность и применяемая мощность, КПД уменьшается. Поэтому подобный способ менее эффективен, чем первый.
Производительность мембранных устройств
Мембранные агрегаты подают высокий напор, при этом сила напора не влияет на производительности. Из-за инерционности движения мембранные устройства функционируют с небольшой частотой и низкой подачей.
Производительность винтовых аппаратов
В винтовых насосах жидкость перемещается вращением одного или нескольких сцепленных винтов. Вращательное движение винтовых насосов, по сравнению с мембранными, не затруднено инерцией. Производительность данного оборудования отлична с центробежными устройствами и повышается с увеличением частоты оборотов. Однако напор не меняется.
Устройства подразделяются на одно- и многовинтовые. У многовинтовых моделей подача больше, чем у одновинтовых.
Производительность импеллерных насосов
Производительность подобных устройств напрямую обусловлена частотой оборотов вала электрического двигателя. Большой напор позволяет перекачивать густые жидкости с высокой вязкостью.
Производительность насосов-дозаторов
Данный параметр насосов-дозаторов регулируется сильнее в сопоставлении с другими насосами. Главное требование к данному оборудованию – точность дозировки перекачиваемой жидкости. Существуют следующие способы регулировки дозаторов:
- Ручное управление. Величина подачи выставляется поворотом ручки настройки.
- Сервопривод. Ход насоса ограничен до необходимого значения, дозирование происходит автоматически.
- Частотный преобразователь. Насос настраивается с помощью электронного блока управления с дисплеем. Возможно ручная настройка.
