Выбор насоса. Подход профессионала.

Выбор центробежного насоса

Центробежный насос выбирается, исходя из реальных раб. характеристик системы, в которой он устанавливается.

Для определения нужных габаритов необходимы следующие данные:

Расход Q

Количество жидкости, перекачиваемой насосом за единицу времени. Обычно, выражается в куб.м/час.

Общая высота манометрического напора Hmt

Рассматривается как сумма геодезической (или геометрической) высоты между уровнями жидкости и потерь напора, возникающих из-за внутреннего трения при проходе жидкости в трубах, насосе и соответствующих гидравлических приспособлениях.
Рассчитывается по следующей формуле:

Hmt = Hg + Apc м жидкостного столба

 

Hg = геодезический перепад на всасывании (Hga) + геодезический перепад на подаче (Hgp).
Apc = сумма потерь напора в системе, получаемая на основе следующих данных:

  • Диаметр, длина и конструкционный материал всасывающей и подающей труб (см. таблицу 1).
  • Количество и тип колен на пути прохождения жидкости и используемые гидравлические приспособления, такие как донные клапаны с фильтром, отсекающие заслонки, стопорные клапана, возможные фильтры (см. таблицу 2).
  • Тип жидкости (если это не вода), температура, вязкость и удельный вес.

 

Труба
Q м3/ч
1
3
6
9
12
18
24
30
36
42
48
60
90
120
180
240
300
360
420
G
ф, мм
Q л/мин.
16
50
100
150
200
300
400
500
600
700
800
1000
1500
2000
3000
4000
5000
6000
7000
G 1
DN 25
 
2,7
21
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
0,6
1,7
G 1 1/4
DN 32
 
0,7
5,5
22
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
0,35
1
2,1
G 1 1/2
DN 40
 
-
1,8
7
14
23
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
0,7
1,35
1,9
2,5
G 2
DN 50
 
-
0,5
2,2
4
8
17
28
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
0,4
0,8
1,25
1,5
2,5
3,2
G 2 1/2
DN 65
HL
-
-
0,6
1,2
2,1
4,2
8
12
17
22
28
-
-
-
-
-
-
-
-
v
0,5
0,75
1
1,4
2
2,5
3
3,4
4
 
DN 80
 
-
-
-
-
0,8
1,6
2,8
4,2
6,5
7,5
10,5
15
-
-
-
-
-
-
-
0,7
0,95
1,25
1,6
2
2,1
2,6
3,3
 
DN 100
м/100м
-
-
-
-
-
0,55
0,9
1,4
2
2,4
3,5
5
11
20
-
-
-
-
-
м/сек.
0,6
0,8
1,1
1,25
1,4
1,6
2
3,2
4
 
DN 125
 
-
-
-
-
-
-
-
-
-
0,9
1,2
1,8
4
6,5
15
-
-
-
-
 
0,95
1,1
1,4
2
2,7
4
 
DN 150
 
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
0,6
1,5
2,5
5
8
14
-
-
0,9
1,4
1,7
2,7
3,5
4,8
 
DN 200
 
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
0,4
0,6
1,3
2
3,5
4,6
6,5
0,8
1
1,6
2
2,6
3
3,5
 
DN 250
 
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
0,4
0,7
1,1
1,6
2
1
1,3
1,6
2
2,3
 
DN 300
 
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
0,3
0,45
0,7
0,9
0,9
1,25
1,4
1,6
Таблица 1. Потеря силы напора в стальных трубах.

Q Расход
HL Потери силы напора в м на 100 м
v = Скорость: макс. 1,5 м/сек. на всасывании и 3 м/сек. на подаче

 

Скорость воды, м/сек.
Колена с острым углом
а = 90° Колена с округленным углом
Стандартные задвижки
Донные клапата
Стопорные клапана
а = 30°
а = 40°
а = 60°
а = 80°
а = 90°
d/R = 0,4
d/R = 0,6
d/R = 0,8
d/R = 1
d/R = 1,5
0,4
0,43
0,52
0,71
1
1,2
0,11
0,13
0,16
0,23
0,43
0,23
32
31
0,5
0,67
0,81
1,1
1,6
1,9
0,18
0,21
0,26
0,37
0,67
0,37
33
32
0,6
0,97
1,2
1,6
2,3
2,8
0,25
0,29
0,36
0,52
0,97
0,52
34
32
0,7
1,35
1,65
2,2
3,2
3,9
0,34
0,4
0,48
0,7
1,35
0,7
35
32
0,8
1,7
2,1
2,8
4
4,8
0,45
0,53
0,64
0,93
1,7
0,95
36
33
0,9
2,2
2,7
3,6
5,2
6,2
0,57
0,67
0,82
1,18
2,2
1,2
37
34
1
2,7
3,3
4,5
6,4
7,6
0,7
0,82
1
1,45
2,7
1,45
38
35
1,5
6
7,3
10
14
17
1,6
1,9
2,3
3,3
6
3,3
47
40
2
11
14
18
26
31
2,8
3,3
4
5,8
11
5,8
61
48
2,5
17
21
28
40
48
4,4
5,2
6,3
9,1
17
9,1
78
58
3
25
30
41
60
70
6,3
7,4
9
13
25
13
100
71
3,5
33
40
55
78
93
8,5
10
12
18
33
18
123
85
4
43
52
70
100
120
11
13
16
23
42
23
150
100
4,5
55
67
90
130
160
14
21
26
37
55
37
190
120
5
67
82
110
160
190
18
29
36
52
67
52
220
140
Таблица 2. Потери силы напора в коленах, задвижках.

 

Особое внимание следует обращать на манометрический напор на всасывании Hga + Apc asp: : данное значение должно быть сопоставлено со всасывающей способностью насоса.
Данная способность NPSHr определяется как абсолютная высота напора нетто, требуемая на всасывании; данное значение определяется по кривой в зависимости от расхода. Для этой цели, после выбора насоса на основе требуемых расхода и напора, по возможности, в центре кривой, необходимо выполнить проверку по упрощенной формуле:
10 м ± Hga - Apc asp > требуемое значение NPSH + 0,5
Hga - это перепад между свободным уровнем воды и валом насоса; если насос находится ниже уровня воды этот параметр имеет отрицательное значение.
Apc asp . представляет собой сумму остающихся потерь на всасывании двух типов: распределенных (трубы) и концентрированных (клапана, колена и т.д.);
Если проверка дает отрицательный результат, зачастую достаточно ограничить расход с помощью задвижки на подаче, что позволяет получить оптимальные рабочие условия насоса без кавитации.
Если жидкость имеет температуру выше средней оптимальной (около 20°C), всасывающая способность насоса снижается. Данные изменения, исходя из всасывающей способности насоса 7 метров при нормальной температуре, показаны в таблице 3.
Таблица 3. График манометрической высоты напора на всасывании с водой с температурой до 100°C

3

ТЕХ. ХАРАКТЕРИСТИКИ НАСОСОВ

При изменении числа оборотов тех. характеристики насосов меняются по следующим правилам:

 

  • Расход пропорционально соотношению числа оборотов: Q2 = Q1 x (n2:n1)
  • Напор пропорционально числу оборотов в квадрате: H2 = H1 x (n2:n1)2
  • Потребляемая мощность пропорционально числу оборотов в кубе: N2 = N1 x (n2:n1)3

Пример расчета для выбора центробежного насоса

Случай А

Данные системы 
  • Q (расход) = 42 куб.м/ч
  • Hga (геодез. перепад на всасывании) = 3,5 м                                     
  • Hgp (геодез. перепад на подаче) = 39 м
  • Всасывающая труба 5 м с диаметром DN 100 мм с одним коленом и 1 донным клапаном
  • Подающая труба 70 м с диаметром DN 80 мм с 1 стопорным клапаном, 1 задвижкой и 3 коленами большого радиуса.

Hg = Hgp + Hga = 39 + 3,5 = 42,5 м (геодез. перепад в системе)
Арc = сумма потерь напора.


Всасывание

 

5 м трубы А 100

рc = 0,12 м

1 колено

рc = 0,045 м

1 донный клапан

рc = 0,46 м

 

 

Подача

 

70 м трубы А 80

рc = 5,25 м

1 стопорный клапан

рc = 0,5 м

1 задвижка

рc = 0,05 м

3 колена

рc = 0,09 м

 

 

Всего

Арc = 6,5 м

А) Работа в положении выше уровня воды
8

 

Случай Б

Данные системы                                                                                              

Q (расход) = 42 куб.м/ч

  • Hga (геодез. перепад на всасывании) = 3,5 м
  • Hgp (геодез. перепад на подаче) = 39 м
  • Всасывающая труба 5 м с диаметром DN 100 мм с 1 задвижкой и 1 стопорным клапаном
  • Подающая труба 70 м с диаметром DN 80 мм с 1 стопорным Клапаном и 3 коленами большого радиуса.

Hg = Hgp - Hga = 39 - 3,5 = 35,5 м (геодез. перепад в системе)
Арc = сумма потерь напора.


Всасывание

 

5 м трубы ф 100

рc = 0,12 м

1 стопорный клапан

рc = 0,5 м

1 задвижка

рc = 0,05 м

 

 

Подача

 

70 м трубы ф 80

рc = 5,25 м

1 стопорный клапан

рc = 0,5 м

1 задвижка

рc = 0,05 м

3 колена

рc = 0,09 м

 

 

Всего

Арc = 6,5 м

 

Б) Работа под гидравлическим напором

10

Учитывая, что расчет был сделан для новых труб, следует добавить 15-20% на износ и образование отложений, в результате чего общие потери Dp будут составлять примерно 8 м. Таким образом, общий манометрический напор, который должен обеспечить насос будет равняться:
Hmt = Hg + Dp = Hgp - Hga + Dpc = 39 - 3,5 + 8 = 43,5 метров всего. Можно выбрать насос итальянской марки Calpeda NM 50/20AE (см. характеристики насоса).

ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ КОМПОНЕНТЫ ДЛЯ ГИДРАВЛИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ ТРУБЫ

Донный клапан с фильтром - Уплотнительное приспособление, устанавливаемое на нижнем конце всасывающей трубы. Служит для предотвращения выхода воды из трубы и насоса при остановке системы. Должен быть погружен в жидкость на глубину установки, которая могла бы обеспечить четкую работу и предотвратить возможную кавитацию.
Рекомендуется устанавливать также поплавковый выключатель для автоматической остановки насоса при снижении воды ниже установленного уровня.
Стопорный клапан - Устанавливается на подающем раструбе насоса, чтобы избежать обратного потока при внезапной остановке блока. Предпочтительно устанавливать модели с возвратной внутренней пружиной и обтюратором с наконечником, которые снижают воздействия гидравлических ударов.
Задвижка - следует устанавливать также задвижку, которая дает возможность разбирать насос, не сливая воду из системы и служит для пуска блока и регулировки расхода.
ТРУБЫ
Трубы выбираются, исходя из скорости воды. Оптимальной считается скорость 1,5 м в секунду на всасывании и 3 м/сек. на подаче. Следует обращать особое внимание на размер всасывающей трубы, чтобы избежать потерь силы напора и, следовательно, обеспечить максимально возможную всасывающую способность насоса. Ёта труба должна быть абсолютно герметичной и не иметь обратного ската к раструбу насоса, чтобы избежать образование или задержку воздушных пузырьков или мешков.
Все трубы должны иметь свое отдельное крепление, чтобы не оказывать давление своим весом на раструбы насоса.


СБОИ В РАБОТЕ НАСОСОВ

Сбой

Возможная причина

Насос блокирован

Может случиться после простоя определенной длительности из-за внутреннего окисления. Следует разблокировать насос. В небольших моноблочных насосах это можно сделать с помощью отвертки, используя специальную насечку на заднем конце вала.
В случае больших блоков следует воздействовать на вал или на эластичную соединительную часть.

Насос не наполняется

В насосе и всасывающей трубе имеется воздух.
Неполное наполнение и полное отсутствие наполнения.
Возможное попадание воздуха через вентиля, сливные или наполнительные пробки, уплотнения и сальники.
Донный клапан не полностью погружен в жидкость или засорен грязью или твердым мусором.
Высота всасывания превышает всасывающую способность насоса.
Неправильное направление вращения.
Неправильное число оборотов.

Недостаточный расход

Трубы и приспособления имеют слишком маленький диаметр, что приводит к чрезмерным потерям силы напора.
Рабочее колесо тормозится инородными предметами, попавшими между внутренними каналами.
Рабочее колесо имеет коррозию или сломано.
Поверхности контакта рабочего колеса и корпуса насоса изношены в результате трения. Присутствие в воде газа или чрезмерная вязкость жидкости (если это не вода).

Шум и вибрация в насосе

Вращающаяся часть разбалансирована, подшипники изношены. Насос и трубы закреплены не достаточно прочно.
Слишком низкий расход для данного типа насоса.
Работа с кавитацией.

Двигатель перегружен

Тех. характеристики насоса слишком высокие относительно параметров системы. Неподвижные и подвижные органы залипают из-за недостаточной смазки. Скорость вращения слишком высокая.
Неправильное напряжение питания.
Блок «насос-двигатель» выровнен плохо.
Жидкость слишком тяжелая и ее вес превышает расчетные параметры.

Выбор бустерной станции

Потребность в воде

В большинстве случаев городская водопроводная сеть в состоянии обеспечить достаточным давлением и расходом воды различные подсоединенные точки потребления.
В тех случаях, когда водопроводная сеть отсутствует или недостаточна для правильной работы в точках потребления, необходимо установить бустерную станцию, чтобы обеспечить приемлемые давление и расход воды во всех точках потребления.
Размер бустерной станции должен соответствовать требуемым расходу воды и давлению.

Жилые здания
Для расчета потребности в воде используются следующие основные параметры:

  • количество точек потребления
  • потребление каждого вида точки потребления (таб. 1)
  • коэффициент одновременности потребления Fc.

 

Таблица 1: Максимальное потребление

© 2001 – 2020 Контракт Мотор - промышленное электротехническое оборудование
Обращаем Ваше внимание на то, что данный Интернет-сайт носит исключительно информационный характер и ни при каких условиях не является публичной офертой, определяемой положениями Статьи 437(2) Гражданского кодекса Российской Федерации.

Точка потребления

Расход,
(л/мин.)

Туалетная мойка

10

Умывальник

10