Всас насоса — это процесс, при котором насос создает разницу давления, позволяя жидкости поступать внутрь его корпуса. Этот процесс инициируется движением рабочих элементов насоса, которые создают вакуум, вытягивая жидкость из подающего трубопровода. Таким образом, всас насоса является важным этапом, обеспечивающим перемещение жидкости по системе.
Эффективность всасывания зависит от конструкции насоса, его мощности и особенностей fluid-динамики. Правильный выбор насоса и его обслуживания играет ключевую роль в обеспечении надежной и эффективной работы гидравлических систем.
Определение параметров насосов
Производительность (подача) Q (м 3 /сек) определяется объёмом жидкости, подаваемой насосом в нагнетательный трубопровод в единицу времени.
Напор Н (м)- высота, на которую может быть поднят 1 кг перекачиваемой жидкости за счёт энергии, сообщаемой ей насосом.
Полезная мощность Nп, затрачиваемая насосом на сообщение жидкости энергии, равна произведению удельной энергии Н на весовой расход жидкости γQ:
Nп = γQН = ρgQН
ρ (кг/ м 3 ) – плотность перекачиваемой жидкости,
γ(кгс/ м 3 ) – удельный вес перекачиваемой жидкости.
Мощность на валу:
где ηн – к.п.д. насоса.
Для центробежных насосов ηн– 0,6-0,7, для поршневых насосов – 0,8-0,9, для наиболее совершенных центробежных насосов большой производительности — 0,93 – 0,95.
Номинальная мощность двигателя
ηпер — к.п.д. передачи,
ηдв — к.п.д. двигателя.
ηн ηпер ηдв- полный к.п.д. насосной установки η, т.е.
Установочная мощность двигателя Nуст рассчитывается по величине Nдв с учётом возможных перегрузок в момент пуска насоса:
Nуст = βNдв
гдеβ – коэффициент запаса мощности:
Напор насоса. Высота всасывания
Н – напор насоса,
рн — давление в напорном патрубке насоса,
рвс- давление во всасывающем патрубке насоса,
h -высота подъёма жидкости в насосе.
Такимобразом, напор насоса равен сумме высоты подъёма жидкости в насосе и разности пьезометрических напоров в нагнетательном и всасывающем патрубках насоса.
Для определения напора действующего насоса пользуются показаниями установленных на нём манометра (рм)и вакуумметра (рв).
ра – атмосферное давление.
Напор действующего насоса может быть определён, как сумма показаний манометра и вакуумметра (выраженных в м столба перекачиваемой жидкости) и расстояния по вертикали между точками расположения этих приборов.
В насосной установке напор насоса затрачивается на перемещение жидкости на геометрическую высоту её подъёма(Нг), преодоление разности давлений в напорной (р2) и приёмной(р0) емкостях, т.е.и суммарного гидравлического сопротивления (hп) во всасывающем и нагнетательном трубопроводах.
Н = Нг ++hп
hп= hп.н+ hп.вс. – суммарное гидравлическое сопротивление всасывающего и нагнетательного трубопроводов.
Если давления в приёмной и напорной емкостях одинаковы (р2= р0), то уравнение напора примет вид
Н = Нг + hп
При перекачивании жидкости по горизонтальному трубопроводу (Нг = 0):
Н = +hп
В случае равенства давлений в приёмной и напорной емкостях для горизонтального трубопровода (р2= р0 и Нг = 0) напор насоса
Н = hп
Высота всасывания
Высота всасывания насоса увеличивается с возрастанием давления р0 в приёмной ёмкости и уменьшается с увеличением давления рвс, скорости жидкостивс и потерь напора hп..всво всасывающем трубопроводе.
Если жидкость перекачивается из открытой ёмкости, то давление р0 равно атмосферному ра. Давление на входе в насос рвсдолжно быть больше давления рtнасыщенного пара перекачиваемой жидкости при температуре всасывания (рвc > рt), т.к. в противном случае жидкость в насосе начнёт кипеть. Следовательно,
т.е. высота всасывания зависит от атмосферного давления, скорости движения и плотности перекачиваемой жидкости, её температуры (и соответственно – давления её паров) и гидравлического сопротивления всасывающего трубопровода. При перекачивании горячих жидкостей насос устанавливают ниже уровня приёмной ёмкости, чтобы обеспечить некоторый подпор со стороны всасывания, или создают избыточное давление в приёмной ёмкости. Таким же образом перекачивают высоковязкие жидкости.
Кавитация возникает при высоких скоростях вращения рабочих колёс центробежных насосов и при перекачивании горячих жидкостей в условиях, когда происходит интенсивное парообразование в жидкости, находящейся в насосе. Пузырьки пара попадают вместе с жидкостью в область более высоких давлений, где мгновенно конденсируются. Жидкость стремительно заполняет полости, в которых находился сконденсировавшийся пар, что сопровождается гидравлическими ударами, шумом и сотрясением насоса. Кавитация приводит к быстрому разрушению насоса за счёт гидравлических ударов и усиления коррозии в период парообразования. При кавитации производительность и напор насоса резко снижаются.
Практически высота всасывания насосов при перекачивании воды не превышает следующих значений:
Источник3: makipa.ru
Высота всасывания насоса: основные понятия и способы расчета
Наличие подземного водозабора предполагает установку насоса. Погружное оборудование для этого не всегда подходит: сезонная эксплуатация, малый диаметр колодца. В таких случаях рационально качать жидкость с поверхности.
Высота всасывания влияет на правильную функциональность оборудования, напора воды. Плюс к этому от максимальной отметки допустимая глубина сооружения зависит не меньше.
Обустройство скважины на воду
Необходимость расчета высоты всасывания
Одним из важных агрегатов является насосное оборудование. Естественно, что бытовые отличаются от производственных, но есть и общие моменты: правильная установка насосов. С учетом глубины, высоты, скорости работы. Всего насчитывается более 70 видов наименования.
Во время установки агрегата делают расчеты, чтобы определить абсолютно правильное расположение агрегата к отметке уровня воды. Жидкость перекачивается из прямого ресурса (река, море) или готового резервуара, и параметр высоты всасывания насоса имеет важное значение.
При расчетах используется несколько формул, где высоту определяют путем математических действий (сложение, вычитание, деление). В основном показателями для правильного результата являются:
- плотность жидкой среды;
- скорость жидкости на входе (непосредственно в аппарат);
- давление на входе и атмосферное.
Купить насос и необходимые для него принадлежности можно в нашем интернет-магазине.
Устройство поршневого насоса
Геометрическая высота
Геометрическая высота всасывания насоса должна быть рассчитана, чтобы предупредить появление разрыва сплошного потока (кавитации), обеспечить или нормализовать рабочий процесс центробежного насоса. Правильное вычисление помогает поддерживать напор разрежения, которое связано с атмосферным давлением. Используется уравнение Бернулли.
Данное уравнение, которое помогает рассчитать сохранения энергии, требует знание движение воды из пункта А в пункт Б от нижнего яруса к рабочей лопасти, гидравлическое сопротивление всасывающего трубопровода.
Работа насоса с пониженным давлением из-за кавитации недопустима, приводит к сбою и поломкам сооружения.
Заказать монтаж системы водоснабжения вы можете в нашей компании. Подробная информация и запись на консультацию специалиста – в разделе «услуги».
Принцип работы насосной станции
| положительная | отрицательная | |
| Горизонтальный тип | Расстояние от нижнего уровня до оси агрегата по вертикали в приемный колодец | |
| Вертикальный тип | Расстояние от нижнего уровня до середины кромки входа лопастей колеса по вертикали в резервуар | Расстояние от минимума до середины кромок лопастей (вертикальное расположение) в приемном колодце (лопаточные насосы) или до горизонтальной оси (при использовании насоса со спиральным отводом) |
Максимальная высота
Ниже критической отметки высота позволяет насосу работать без перебоев. Роль играет температура жидкости: чем выше температурный режим, тем меньше максимальная высота всасывания насоса.
Существует два способа установки насосного оборудования: с низким температурным режимом жидкости и высоким. Второй вариант предусматривает возможность выкачку воды из среды с высоким вакуумом.
Вакуумметрическая высота
Вакуумметрическая высота всасывания насоса определяется зависимостью давления окружающей среды, давления на входе, плотностью жидкости и ее скоростью на входе. Также нужно знать ускорение свободного давления.
Рабочее колесо центробежного насоса располагается над зеркалом воды. Из-за его вращения создается разрежение, которое способно привести к неправильной работе насоса. Поэтому высчитать вакуумметрическую высоту (Нвак) необходимо правильно. А главное, не перепутать ее с геометрической.
Геометрическая высота всасывания всегда меньше вакуумметрической, также она меняется в ходе эксплуатации
Факторы, влияющие на высоту всасывания
Высота всасывания насоса зависит от движущей силы для жидкости. Для этого необходимо знать разрежение или тягу, которую создает насос и разность атмосферного давления. При этом стоит помнить, что чем ниже место установки насоса над уровнем моря, тем больше давит атмосфера, и наоборот. Предположительно, или чисто теоретически, независимо от разрежения в низине вода не поднимается выше 10 метров. На возвышенности – не выше 7 метров.
На высоту всасывания, кроме уже указанных моментов, влияют возможные потери давления. Они возникают по разным причинам, результатом станет отключение насоса.
Наиболее встречаемая проблема – разрежение воздуха. При первом запуска агрегата заливают воду, следят за тем, чтобы жидкость оставалась в камере насоса. В этом помогает клапан. С его помощью вода задерживается в камере во время работы и после отключения насоса. Оборудование быстро приводиться в рабочее состояние, так как при обратном движение жидкости клапан закроет просвет для выхода.
Герметичность клапана может быть нарушена. Виной станет песок, ил. Избежать поломки клапана помогает фильтр (специальная металлическая сетка). Но и фильтрация влияет на давление: чем больше грязи «словил» фильтр, тем хуже подача жидкости.
Разветвления и повороты, вентили – слабые места трубопровода и причины снижения давления и высоты всасывания
Комплектация, конфигурация запорной арматуры уменьшает высоту всасывания до 2 м.
Также на высоту подъема влияет плотность перекачиваемой жидкости. Высота всасывания центробежного насоса меньше, если консистенция вязкая.
Необходимо учитывать и такой параметр, как допустимая высота всасывания насоса. Это максимальное расстояние по вертикали от уровня воды до всасывающего патрубка насоса, при котором не возникает кавитации.
Способы увеличения высоты подъёма
Найти выход из ситуации, когда необходимо поднять воду выше 7-10 м над поверхностью можно. Сложный процесс, но на практике разрабатывается успешно. Самостоятельно, конечно, такой монтаж невозможен. Причины: цена и оборудование для создания многоступенчатой установки. Другими словами, потребуется соединить несколько насосов в один механизм.
Есть еще два варианта поднять жидкость с большой глубины или на высоту. Не соединять несколько агрегатов, а купить один многоступенчатый. В нем будет несколько крыльчаток, с помощью которых увеличивается давление. Одна такая крыльчатка способна повысить давление на 1 бар.
Насос с эжектором поможет увеличить высоту подъема
Область давления остается низкой. За счет эжектора достигается эффект разряжения. На какую высоту может подать насос: такое оборудование может качать жидкость с глубины до 45 м.
Предлагается воспользоваться методом закачки скважины. Применяется компрессор, а верхнюю часть трубы герметизируют. Выталкивание воды происходит в отводящие трубы в новый резервуар. Это удобно: насос будет поступать уже отстоянная вода. Ведь из скважин вместе с жидкостью поднимается на поверхность песок, ил, прочие элементы.
Компрессор часто используют совместно с насосом. Но учитывают географическое расположение. А также помнят, что давление в скважине меняется, а не стоит на месте. Плюс ко всему данный способ использования поверхностного насоса и увеличения высоты требует устройство звукоизоляции.
Благодаря просмотру видео можно подробно узнать о работе поверхностного насоса и расчете высоты всасывания
Коротко о главном
Определить напор предлагается путем суммирования высоты и потерь, которые происходят на подъеме между напорным трубопроводом и всасывающим агрегатом. Помнят о геометрической высоте, которая возникает из-за разницы верхнего и нижнего уровня воды.
Не знаете, как понять, какие будут гидравлические потери? Рассчитайте суммарно конструктивные особенности трубопровода. Но поможет ли это правильно установить, эксплуатировать поверхностные насосы?
Источник4: makipa.ru