خصائص المضخة - التدفق والضغط ونقطة التشغيل. ما هو ضغط مضخة الدوران: كيفية اختيار معدات التدفئة المناسبة.

إن النهج الكفء لتركيب نظام إمداد مياه مستقل في منزل خاص لا يعني فقط الاستحمام المريح وسقي النباتات في الحديقة، ولكن أيضًا الحماية من الحرائقالمباني والتدفئة وأكثر من ذلك بكثير. في كثير من الأحيان إمدادات المياه المستقلةيتم توفيرها باستخدام بئر ومضخة غاطسة ذات طاقة كافية أو محطة ضخ. عند اختيارهم من المهم خط كاملمعايير. واحد منهم هو الضغط مضخات الآبار، والتي يمكنهم إنشاؤها في النظام.

ضغط المضخة هو المعلمة إلزامييتم حسابها وأخذها في الاعتبار عند شراء الجهاز. يشير إلى الطاقة التي تنتقل إلى السائل من العنصر المتحرك للمضخة (المكره، المسمار) وتساعده على التغلب على مقاومة الأنابيب والارتفاع على طولها.

ملحوظة! يتم قياس الضغط بالمتر من عمود الماء.

يتكون الضغط المطلوب للجهاز من الارتفاعات والمسافات التي يجب أن يتغلب عليها السائل الموجود في النظام بحيث يكون تدفقه عند أقصى نقطة للتحليل كافياً. في الوقت نفسه، لكل متر من الأنابيب الموضوعة أفقيا هناك 10 أمتار من الضغط.

ضغط السائل في نظام إمداد المياه هو القوة التي يضغط بها على جدران الأنابيب عند التحرك. تقاس في الحانات. في بعض الأحيان يتم استخدام الأجواء أيضًا، ولكن هناك خطأ بسيط هنا - 1 بار = 1.0197 أجواء. جهاز يرفع الماء إلى ارتفاع 10 m يُحدث ضغطًا قدره 1 بار عند المخرج. هذا هو ما يسمى ضغط تفريغ المضخة.

وبالتالي، إذا كان من الضروري رفع المياه في منزلك إلى ارتفاع 30 مترًا، فيجب أن تخلق المضخة ضغطًا لا يقل عن 3 بار. إذا تم اختيار معدات الضخ بشكل غير صحيح، أو ظهرت مشاكل في النظام، فقد ينحرف المؤشر عن المعدل الطبيعي. ماذا تفعل بعد ذلك؟

نظام إمداد المنزل بالمياه من البئر

التغير في الضغط في نظام إمدادات المياه المستقل

قبل تحديد انحرافات الضغط في خط الأنابيب، من الضروري التعرف على ذلك القيم المثلى.

مؤشرات لاستهلاك المياه مريحة

ويعتقد أن 2.5-4 بار يكفي لاستهلاك المياه بشكل مريح في منزل خاص. يُسمح بزيادة الضغط حتى 6 بار. تشير خصائص كل منتج سباكة إلى الحد الأدنى والحد الأقصى للقيمة المسموح بها لهذا المؤشر. يمكن أن يؤدي الضغط المرتفع جدًا إلى التآكل السريع وفشل تركيبات السباكة الحساسة بشكل خاص.

إذا كانت المضخة تخلق ضغط مخرج قدره 2 بار، فهذا يكفي للإجراءات المعتادة: الاستحمام والغسيل وغسل الأطباق والغسيل وما إلى ذلك. ولكن بالنسبة للجاكوزي أو سقي مساحات كبيرة، ستحتاج إلى 4 بار.

نقاط المياه في نظام إمدادات المياه المنزلية

يرجى أيضًا مراعاة حقيقة أنه يمكن للأسر والضيوف استخدام عدة نقاط مياه في نفس الوقت. ولهذا السبب، يوصى بالحفاظ على قيمة 1.5 بار في كل منها.

انخفاض الضغط في نظام إمدادات المياه

يمكن أن ينخفض ​​ضغط الدم لأسباب عديدة. بعض منهم:

• استهلاك المياه النشط في الموسم الحار.
• انخفاض معدل تدفق البئر. في هذه الحالة، لا يوجد تجديد في الوقت المناسب لاحتياطيات المياه.
• استخدام مضخة قوية جدًا.

هناك عدة طرق لحل المشاكل. يمكن أن يكون ذلك عن طريق استبدال مضخة موجودة (تصحيح طاقتها)، أو تركيب مضخة معززة، أو تركيب محطة ضخ مزودة بمجمع هيدروليكي. لن تحل الطريقتان الأوليان المشكلة إذا كان إنتاج البئر منخفضًا. في هذه الحالة، يوصى باستخدام خزان توسيع الغشاء.

خزان الحجاب الحاجز للحفاظ على ضغط النظام

تم تصميم خزان الغشاء (المراكم الهيدروليكي) للحفاظ على الضغط الأمثل فيه نظام الضغطإمدادات المياه منزل ريفي. أضف مفتاح ضغط إليه - لديك محطة ضخ. يرجى ملاحظة أن المجمع الهيدروليكي لا يقوم بإنشاء الضغط الناتج عن المضخة، بل يحافظ عليه.

ما هو خزان الغشاء؟ هذه هي القدرة الفراغ الداخليوالتي تنقسم إلى قسمين بواسطة غشاء. جزء واحد مملوء بالهواء، والآخر مزود بالماء.

ملء الخزان بالماء

وعندما يملأ الماء النصف المخصص له، ينضغط الهواء الموجود في الحجرة الثانية. يستمر هذا حتى يعمل مفتاح الضغط عند قيمة معينة ويوقف تشغيل المضخة. يمكنك مراقبة حالة النظام باستخدام مقياس الضغط.

عند فتح الصنبور عند نقطة الماء، يبدأ الهواء بالضغط على غشاء الخزان، مما يدفع الماء الموجود إلى الخارج.

يرجى ملاحظة أن المضخة لا تعمل في هذه اللحظة! يبدأ تلقائيًا لحظة وصول الضغط خزان التوسعيسقط إلى القيمة المحددة.

يتيح لك استخدام المجمع الهيدروليكي تجميع إمدادات المياه حتى يتم استعادة مستواها في البئر إلى مستوى التشغيل، عندما تتمكن المضخة من ضخها بسهولة. في هذا الصدد، خزان الغشاء لديه أحجام مختلفة. عند اختيار منتج ما، ركز على احتياجاتك من المياه والطاقة مضخة مثبتةوالبيانات في جواز السفر جيدا.

توسع خزانات الغشاءمجلدات مختلفة

كيفية تقليل الضغط في نظام إمدادات المياه

في بعض الأحيان يمكن أن يكون الضغط في النظام أكثر من اللازم. تنشأ هذه الحالة في الحالات التي مضخة قويةاستهلاك المياه نادر وهناك نقاط قليلة لتجميعها. سوف تساعد صمامات التخفيض أو المخفضات كما يطلق عليها شعبياً في حل المشكلة. من خلال تقليل الضغط في خط الأنابيب، فإنها تمنع حدوث مطرقة مائية وتطيل عمر تركيبات السباكة المثبتة بشكل كبير.

يتم قطع علب التروس في النظام وفقًا لاتجاه حركة المياه. لديهم أنبوبين - مدخل ومخرج. يدخل الماء إلى الأول تحت ضغط مرتفع، ومن الثاني يتم دفعه للخارج بقوة أقل. يتم تحقيق هذا التأثير من خلال معادلة قوى زنبرك البنية الفوقية المثبت داخل علبة التروس والغشاء.

وبالتالي شراء مضخة أو تركيبها بالكامل محطة الضخ، فمن الضروري إجراء حسابات دقيقة. خذ بعين الاعتبار حجم استهلاك المياه وعدد نقاط استهلاك المياه وعمق البئر وبعده عن المنزل وما إلى ذلك. ستقودك الحسابات غير الصحيحة أو غير المناسبة إلى نفقات غير مخطط لها، وفي معظم الحالات، غير معقولة.

لا تستطيع التعامل مع الأمر بنفسك؟ دعوة المتخصصين. لن يقوموا بإجراء جميع الحسابات فحسب، بل سيساعدونك أيضًا في اختيار المعدات الهيدروليكية وتثبيتها بشكل صحيح.

فيديو: اختيار المضخة وتركيبها

الأدوار— Q [m³/h] — حجم المياه التي توفرها المضخة لكل وحدة زمنية. يتم تحديد تدفق المضخة من خلال نقطة التشغيل على المنحنى المميز لها بالإضافة إلى ذلك ميزات التصميميعتمد على سرعة دوران المكره والخصائص الهيدروليكية للشبكة.

يتم تحقيق التدفق الأمثل للمضخة عند الحد الأقصى لقيمة المعامل عمل مفيد. يمكن تحديد التدفق الفعلي للمضخة من خلال خاصية تدفق الضغط، مع معرفة الضغط الناتج.

ضغط— H [m.water.st] — فرق الضغط بين أنابيب الدخول والخروج للمضخة. يتكون ضغط المضخة من الارتفاعات التي يجب أن يتغلب عليها السائل.

H = هرتز + (Pв - Pн)/(ρg) + dh + (С²в - С²н)/(2g)

• هرتز - ارتفاع الرفع الهندسي، م يساوي الفرق في مستويات سطح السائل في خزانات الاستقبال (العلوية) والإمداد (السفلية).
• (Pв - Pн)/(ρg) - الارتفاع، م، الموافق لفرق الضغط، Pa في الخزانات العلوية والسفلية؛
• dh – مجموع الخسائر الهيدروليكية (بسبب الاحتكاك والمقاومة المحلية) في خطوط أنابيب الشفط والضغط، م؛
• (С²в - С²н)/(2g) - الارتفاع، م، الموافق للفرق الطاقة الحركيةالسائل بسرعة حركة Sv m/s عند الخروج من خط أنابيب الضغط إلى الخزان العلوي وبسرعة Cn، m/s، عند المدخل إلى خط أنابيب الشفط من الخزان السفلي؛
• ρ - كثافة السوائل
• ز - تسارع السقوط الحر يساوي 9.8 م/ث²

إذا كان الضغط المطبق على سطح السائل في كلا الخزانين هو نفسه، على سبيل المثال، عندما يكون الخزانان مفتوحين، والسائل في كلا الخزانين في حالة راحة، فيمكن تبسيط التعبير الذي يحدد ضغط المضخة:

يتضح من التعبيرات السابقة أن ضغط مضخة رفع الماء يتحدد بارتفاع الرفع وفقدان الضغط في خطوط الأنابيب. في حلقة دوران مغلقة (على سبيل المثال، نظام التدفئة)، يتم تحديد ضغط المضخة من خلال مجموع خسائر الضغط على جميع عناصر الحلقة ولا يعتمد على ارتفاع النظام وموقع المضخة فيه .

خصائص تدفق الضغط— عرض رسومي لاعتماد ضغط المضخة على مصدرها في الإحداثيات Q [m³/h] / H [m.عمود الماء]. إن خاصية تدفق الضغط هي الخاصية الرئيسية المستخدمة لاختيار المضخات ويتم تقديمها في كتالوجات الشركات المصنعة في شكل رسوم بيانية.

نقطة تشغيل المضخة— نقطة عند تقاطع خاصية تدفق الضغط مع خط أفقي، مرسومة من النقطة الواقعة على المحور الإحداثي والتي تتوافق مع الضغط المتطور. لتحديد تدفق المضخة الفعلي من نقطة التشغيل، يتم إنزال عمودي على محور التدفق (الإحداثي السيني).

وبالتالي، يتم تحديد تدفق المضخة من خلال الضغط الذي يتطور فيه مضخات معززةيتم تحديده من خلال ارتفاع الرفع والخسائر في خطوط الأنابيب ومضخات التدوير - من خلال الخصائص الهيدروليكية لحلقة التدوير. نظرًا لأن التغير في فقدان الضغط في حلقة التدوير يتناسب مع مربع التغير في معدل التدفق الذي يمر عبرها، فإن الخاصية الهيدروليكية للشبكة في الإحداثيات Q [m³/h] / H [m.w.st.] لديه شكل القطع المكافئ.

رفع شفط— Нвс [m] — بشرط أن يتم أخذ الماء من الخزان السفلي، حيث يعمل الضغط الجوي على سطح الماء، فإن ارتفاع الشفط للمضخة يتوافق مع الفرق في المستويات بالأمتار، بين محور المكره والسائل المستوى في الخزان السفلي، مطروحًا منه فقدان الضغط في خط الأنابيب الذي يربط الخزان السفلي بالمضخة.

ويحدث صعود الماء من الخزان السفلي نتيجة لاختلاف الضغط، بينما ينشأ فراغ في دافعة المضخة، ويؤثر الضغط الجوي على الماء. لأن الضغط الجوييتوافق مع عمود من الماء يبلغ ارتفاعه 10.3 مترًا، ولا يمكن للمضخة أن تخلق في المكره الفراغ المطلق— لا يمكن أن يتجاوز ارتفاع الشفط للمضخة 8 أمتار.

احتياطي التجويف— NPSH [m.w.st.] — الحد الأدنى من الضغط في أنبوب الشفط الخاص بالمضخة والذي يضمن التشغيل الخالي من التجويف. يتم تحديد قيمة احتياطي التجويف تجريبيًا من قبل الشركات المصنعة للمضخات ويتم تقديمها في شكل رسم بياني اعتمادًا على تدفق المضخة.

صافي قوة المضخة— Nu [W] — يتوافق مع طاقة السائل المنقول لكل وحدة زمنية.

نو = ρ ز س ح

قوة رمح المضخة— Nw [W] — الطاقة الميكانيكية التي تنتقل إلى عمود المضخة. تكون الطاقة الميكانيكية أكبر من الطاقة المفيدة بمقدار الخسائر الهيدروليكية وخسائر الاحتكاك في المكره.

كفاءة المضخة— η [%] — الكفاءة التي تميز درجة الكمال مضخة طرد مركزيويتم تعريفها على أنها النسبة قوة مفيدةلقوة رمح.

القطر الاسمي— DN — يعتبر التعيين الرقمي للقطر الداخلي لأنابيب توصيل المضخة أمرًا شائعًا في جميع عناصر خطوط الأنابيب. ليس للقطر الاسمي للمضخة أي بُعد، لكن قيمته تساوي تقريبًا القطر الداخلي لخط الأنابيب المتصل.

يتم تنظيم عدد من الممرات الشرطية DN (Du) لعناصر خطوط الأنابيب بواسطة GOST 28338-89 "الممرات الشرطية (الأحجام الاسمية)". كان التعيين البديل للقطر الاسمي DN، الشائع في دول ما بعد الاتحاد السوفيتي، هو القطر الاسمي.

الضغط الاسمي— PN [bar] — أعلى ضغط زائد للمياه عند درجة حرارة 20 درجة مئوية، والذي يُسمح عنده عمل طويلمضخة

وكان التصنيف البديل للضغط الاسمي، الشائع في دول ما بعد الاتحاد السوفييتي، هو الضغط المشروط. يتم تنظيم عدد من الضغوط الاسمية PN (Ру) لعناصر خطوط الأنابيب بواسطة GOST 26349-84 "الضغوط الاسمية (المشروطة)".

غالبًا ما تنشأ مشكلة سوء فهم مصطلح "رأس المضخة".
سأحاول أن أشرح ماذا وكيف.
يتم قياس رأس المضخة بالمتر (م). ولهذا السبب، غالبا ما يحدث الارتباك. على الرغم من أنه يقاس بالأمتار، إلا أن الضغط ليس كمية هندسية. الضغط هو إجمالي الطاقة النوعية الناتجة عن المضخة. محددة لأنها طاقة لكل وحدة وزن. إذا ربطنا قيمة الطاقة بوحدة الوزن، نحصل على عدادات البعد. لن ندخل في التفاصيل، ولكن هذا هو الحال. لذلك، من المستحيل أن نفهم أن الضغط هو الارتفاع الذي يمكن للمضخة رفع السائل إليه. الطاقة الهيدروليكية الناتجة (أو بالأحرى التي يتم الحصول عليها عن طريق تحويل الطاقة الميكانيكية) بواسطة المضخة مطلوبة لضمان العمليات التالية:

1) تغيير معدل التدفق.
هناك استهلاك
V (السرعة)/S (مساحة المقطع العرضي)
لذلك، إذا كان الأنبوب عند مدخل المضخة أكبر من الأنبوب عند مخرج المضخة، فإن التغير في معدل التدفق يتغير بتناسب عكسي. ولا يتغير التدفق وفقًا لذلك، فكلما زاد القطر، زادت مساحة المقطع العرضي، انخفض معدل التدفق والعكس صحيح. إذا زاد معدل التدفق، فإن هذه الزيادة تتطلب إنفاق طاقة.
يحدث هذا الوضع في كثير من الأحيان. ومن المعروف من الناحية النظرية أنه مع زيادة السرعة، ينخفض ​​​​الضغط، وبالتالي فإن أنبوب الشفط الخاص بالمضخة (وبالتالي خط الأنابيب) يصبح أكبر من أنبوب التفريغ. إذا انخفض ضغط المضخة عن الضغط الأبخرة المشبعةثم سيحدث التجويف، وهو أمر غير مقبول. لذلك، يتم بذل كل جهد ممكن لجعل ضغط المدخل مرتفعًا قدر الإمكان.

2) خلق الضغط التفاضلي
لا يمكن نقل السائل الموجود في خط الأنابيب الساكن إلا إذا خرج عن التوازن. يمكن القيام بذلك عن طريق تغيير قيم الضغط عند مدخل ومخرج خط الأنابيب. ثم سينتقل السائل من المزيد من الضغطلتقلل. بالإضافة إلى ذلك، في بعض الأحيان يكون من الضروري أن يكون هناك ضغط مرتفع عند المخرج (على سبيل المثال، عند ضخ الماء في خزان به ضغط مرتفعهواء). يتطلب تغيير مجال الضغط أيضًا طاقة.

3) تغيير مستوى السائل
إذا كنت بحاجة إلى ضخ المياه من الخزان العلوي إلى الخزان السفلي، فلن تكون هناك حاجة إلى مضخة. تحت تأثير الجاذبية، سوف يتدفق الماء نفسه إلى أسفل.
ومع ذلك، إذا كان من الضروري ضخ المياه من الخزان السفلي إلى الخزان العلوي، فهذا يتطلب طاقة.

4) التغلب على الخسائر
كثير من الناس ينسون هذه النقطة، والكثيرون لم يسمعوا بها حتى.
هناك نوعان من الخسائر: الخسائر على طول الطول (وتسمى أيضًا الخسائر الناجمة عن الاحتكاك الهيدروليكي) والخسائر الناجمة عن المقاومة المحلية. تعتمد جميع الخسائر على معدل التدفق (معدل التدفق).
تحدث خسائر الطول على طول خط الأنابيب بالكامل وتعتمد على طوله وقطره ومعامل الاحتكاك الهيدروليكي للمادة.
تحدث الخسائر الناجمة عن المقاومة المحلية حيثما يحدث تغيير في نظام التدفق، وهي:
- عند تغيير اتجاه التدفق (الكوع، دوران الأنبوب)
- عند تغير أبعاد خط الأنابيب (تمدد أو انكماش خط الأنابيب بشكل مفاجئ أو تدريجي)
- على تجهيزات الإغلاق والتحكم (صمامات البوابة، والصنابير، والصمامات)
خسائر المقاومة المحلية لها معامل مقاومة حسب نوع المقاومة.

وبالتالي، فإن معرفة الارتفاع الذي يجب رفع السائل إليه لا يكفي لاختيار مضخة على أساس الضغط.
علاوة على ذلك، الضغط الذي يجب أن تخلقه المضخة لهذا النظام، يعتمد على الخلاصة. ستتم مناقشة خوارزمية اختيار المضخة بمزيد من التفصيل في المؤتمرات التالية.

يؤدي تشغيل المضخة في النظام إلى زيادة الطاقة النوعية للسائل، أي الطاقة لكل 1 كجم من الكتلة السائلة. إجمالي الطاقة النوعية للسائل الذي يتم ضخه عند مدخل المضخة (القسم l— l في الشكل 2.8)

حيث z1 هي مسافة مركز ثقل القسم 1-1 من مستوى المقارنة، m؛ p1 و v1 هما على التوالي الضغط Pa وسرعة السائل m/s عند مدخل المضخة.

مخطط تشغيل مضخة الطرد المركزي الشكل. 2.8

إجمالي الطاقة النوعية عند مخرج المضخة (انظر القسم 2-2 في الشكل 2.8)

حيث Z 2 هي مسافة مركز ثقل القسم 2-2 من مستوى المقارنة، m؛ P 2 و v 2 يمثلان الضغط، على التوالي، Pa. وسرعة السائل (م/ث) عند مخرج المضخة.
الزيادة في طاقة محددة أو عمل محدد مفيد ستكون

من أين يأتي الضغط الناتج عن المضخة؟
ل الحسابات الهيدروليكيةيتم استخدام مفهوم الضغط، وهو محددة في مجال الطاقةسائل لكل وحدة من وزنه ويعبر عنه بالأمتار من عمود هذا السائل H=p/pq.
من العلاقة (2.19) يترتب على ذلك أن الضغط الناتج عن المضخة يساوي

الضغط المانومترى هو مجموع أول فترتين من العلاقة (2.20)

أولئك. إن ضغط المضخة يساوي الضغط المقياس بالإضافة إلى الفرق في ضغط السرعة في أنابيب الشفط والتفريغ الخاصة بالمضخة. في تشغيل منشآت الضخ، والضغط المنومتري

حيث Km وKv هما عوامل التحويل؛ Vya وVv هما قراءات مقياس الضغط ومقياس الفراغ، على التوالي؛ Dg - المسافة بين أطراف مقياس الضغط ومقياس الفراغ، m.

إذا كان مقياس الضغط ومقياس الفراغ يحتويان على مقياس متدرج بالكيلوجرام/سم2، فإن Km = Kv = 10؛ إذا تمت معايرة مقياس الفراغ بالملم زئبق. فن، ثم كيلو فولت = 0.0136؛ إذا تمت معايرة مقياس الضغط بـ MPa، ومقياس الفراغ بـ kPa، فإن Km = 98.1 (حوالي 100)، Kv = 0.0981 (حوالي 0.1).
إذا كانت المضخة موجودة تحت مستوى السائل في خزان الاستقبال، يتم تحديد الضغط المانومترى من خلال العلاقة

حيث Vm1 وVm2 هي قراءات أجهزة قياس الضغط على أنابيب الضغط والشفط للمضخة، على التوالي.
عند التصميم وحدات الضخيتم تحديد الضغط الذي يجب أن تطوره المضخة بواسطة الصيغة

حيث Ng.v وNgg.n هما الارتفاع الهندسي للشفط والتفريغ، على التوالي؛ hn.B وhp.н هما فقدان الضغط في خطوط أنابيب الشفط والضغط (التفريغ)، على التوالي.
وبالتالي، فإن الضغط الناتج عن المضخة يساوي مجموع الارتفاعات الهندسية للشفط والتفريغ بالإضافة إلى مجموع فقدان الضغط عندما يتحرك السائل من خزان الاستقبال (الغرفة) إلى المخرج من خط أنابيب الضغط.