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 |