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
|
||||||||||||||||||
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
|
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
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 |
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
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. |
|
Насос не наполняется |
В насосе и всасывающей трубе имеется воздух. |
|
Недостаточный расход |
Трубы и приспособления имеют слишком маленький диаметр, что приводит к чрезмерным потерям силы напора. |
|
Шум и вибрация в насосе |
Вращающаяся часть разбалансирована, подшипники изношены. Насос и трубы закреплены не достаточно прочно. |
|
Двигатель перегружен |
Тех. характеристики насоса слишком высокие относительно параметров системы. Неподвижные и подвижные органы залипают из-за недостаточной смазки. Скорость вращения слишком высокая. |
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
|
Точка потребления |
Расход, |
|---|---|
|
Туалетная мойка |
10 |
|
Умывальник |
10 |