Характеристики на помпите - дебит, налягане и работна точка. Какво е налягането на циркулационната помпа: как да изберем правилното оборудване за отопление.

Компетентният подход към инсталирането на автономна водоснабдителна система в частна къща е не само удобен душ и поливане на насаждения в градината, но и противопожарна защитасгради, нейното отопление и много други. Често автономно водоснабдяванеосигурени от кладенец и потопяема помпа с достатъчен капацитет или помпена станция. При избора им е важно цяла линиякритерии. Един от тях е натиск. сондажни помпи, които могат да създадат в системата.

Напорът на помпата е параметър, който без провализчислени и взети предвид при закупуване на устройството. Под нея се разбира енергията, която се прехвърля към течността от подвижния елемент на помпата (работно колело, винт) и й помага да преодолее съпротивлението на тръбите, да ги изкачи.

Забележка! Стойността на измерването на налягането е метри воден стълб.

Необходимото налягане на устройството е сумата от височините и разстоянията, които трябва да бъдат преодолени от течността в системата, така че нейното изтичане в максималната точка на анализ да е достатъчно. В същото време на всеки метър хоризонтално положени тръби има 10 m налягане.

Налягането на течност във водоснабдителната система е силата, с която тя притиска стените на тръбите при движение. Измерено в барове. Понякога се използват и атмосфери, но тук има малка грешка - 1 бар \u003d 1,0197 атмосфери. Устройство, което издига водата на височина от 10 m, създава налягане от 1 бар на изхода. Това е така нареченото изпускателно налягане на помпата.

По този начин, ако във вашата къща е необходимо да се издигне вода на височина от 30 m, тогава помпата трябва да създаде налягане от най-малко 3 бара. Ако помпено оборудване не е избрано правилно, има проблеми в системата, тогава индикаторът може да се отклони от нормалното. Какво да правя тогава?

Водоснабдителна система у дома от кладенец

Промяна на налягането в автономна водоснабдителна система

Преди да откриете отклонения на налягането в тръбопровода, е необходимо да научите за оптимални стойности.

Индикатори за комфортна консумация на вода

Смята се, че 2,5-4 бара са достатъчни за комфортна консумация на вода в частна къща. Допустимо е повишаване на налягането до 6 бара. В характеристиките за всеки водопроводен продукт посочете минималната и максималната допустима стойност на този показател. Твърде високото налягане може да доведе до бързо износване и повреда на особено чувствителни водопроводни инсталации.

Ако помпата създава налягане от 2 бара на изхода, тогава това е напълно достатъчно за обичайните процедури: вземане на душ, миене, миене на чинии, миене и т. н. Но за джакузи или поливане на големи площи са ви необходими 4 бара.

Водни точки във водоснабдителната система у дома

Помислете и за момента, в който домакинствата и гостите могат да използват няколко водни точки едновременно. Поради тази причина се препоръчва да се поддържа стойност от 1,5 бара във всеки от тях.

Ниско налягане във водоснабдителната система

Налягането може да падне по много причини. Някои от тях:

• Активна консумация на вода през горещия сезон.
• Малък дебит на кладенеца. В този случай няма своевременно попълване на водните запаси в него.
• Използване на твърде мощна помпа.

Има няколко начина за решаване на проблеми. Това може да бъде смяна на съществуваща помпа (корекция на нейната мощност), инсталиране на бустерна помпа, инсталиране на помпена станция с хидравличен акумулатор. Първите два метода няма да решат проблема, ако е малък дебит на кладенеца. В този случай се препоръчва използването на разширителен мембранен резервоар.

Мембранен резервоар за поддържане на налягането в системата

Мембранният резервоар (хидравличен акумулатор) е проектиран да поддържа оптимално налягане в система под наляганеводоснабдяване Вила. Добавете превключвател за налягане към него - това е помпената станция за вас. Моля, имайте предвид, че акумулаторът не създава, а по-скоро поддържа налягането, създадено от помпата.

Какво е мембранен резервоар? Това е капацитетът вътрешно пространствокоято е разделена на две части с мембрана. Едната част е пълна с въздух, а другата с вода.

Пълнене на резервоара с вода

Когато водата запълни предназначената за нея половина, тогава въздухът се компресира във втората камера. Това продължава, докато превключвателят за налягане се задейства на определена стойност и не изключи помпата. Можете да контролирате състоянието на системата с помощта на манометър.

Когато кранът се отвори в точката на изтегляне, въздухът започва да притиска мембраната на резервоара, изтласквайки наличната вода от него.

Моля, имайте предвид, че помпата не работи в този момент! Започва автоматично в момента, когато налягането в разширителен резервоарпада до зададената стойност.

Използването на хидравличен акумулатор ви позволява да натрупате запас от вода, докато нивото му в кладенеца се възстанови до работното ниво, когато помпата може да го изпомпва безпрепятствено. В тази връзка мембранният резервоар има различни обеми. При избора на продукт се ръководете от нуждите си от вода, мощност монтирана помпаи данни в паспорта на кладенеца.

Разширяване мембранни резервоариразличен обем

Как да намалим налягането във водоснабдителната система

Понякога налягането в системата може да бъде твърде силно. Тази ситуация възниква, когато мощна помпаконсумацията на вода е оскъдна, има няколко точки на приема. Редукционните клапани или, както ги наричат ​​обикновените хора, скоростните кутии ще помогнат за решаването на проблема. Чрез намаляване на налягането в тръбопровода те предотвратяват появата на воден чук и значително удължават живота на монтирания водопровод.

Редукторите се блъскат в системата според посоката на движение на водата. Имат две тръби - вход и изход. Водата влиза в първия под високо налягане, а от втория се изтласква с по-малко сила. Този ефект се постига чрез изравняване на усилията на пружината на надстройката и мембраната, монтирана вътре в скоростната кутия.

По този начин, закупуване на помпа или инсталиране на цяло помпена станциятрябва внимателно да се изчисли. Помислете за обема на потреблението на вода, броя на точките за потребление на вода, дълбочината на кладенеца, разстоянието му от дома и т.н. Неправилните или ненавременни изчисления ще ви доведат до непланирани и в повечето случаи неоправдани разходи.

Не можете да се справите сами? Поканете експерти. Те ще извършат не само всички изчисления, но и ще ви помогнат да изберете хидравлично оборудване и да го инсталирате правилно.

Видео: избор и монтаж на помпа

Ининги- Q [m³ / h] - обемът вода, подаван от помпата за единица време. Дебитът на помпата се определя от работната точка на нейната характеристика и в допълнение към характеристики на дизайназависи от скоростта на работното колело и хидравличните характеристики на мрежата.

Оптимален дебит на помпата се постига при максимална стойност на коефициента полезно действие. Действителният дебит на помпата може да се определи от характеристиката налягане-дебит, като се знае генерираното налягане.

налягане- H [m.water.st] - разликата в налягането между входа и изхода на помпата. Напорът на помпата е сумата от височините, които течността трябва да преодолее.

H \u003d Hz + (Pv - Pn) / (ρg) + dh + (C²v - C²n) / (2g)

• Hz - геометричната височина на издигането, m, равна на разликата в нивата на повърхността на течността в приемния (горния) и захранващия (долния) резервоар.
• (Pв - Рн)/(ρg) - височина, m, съответстваща на разликата в налягането, Pa, в горния и долния резервоар;
• dh е сумата от хидравличните загуби (поради триене и локални съпротивления) в смукателния и напорния тръбопровод, m;
• (С²в - С²н) / (2g) - височина, m, съответстваща на разликата кинетична енергиятечности със скорост на движение Sv m/s на изхода от напорния тръбопровод към горния резервоар и със скорост Cn, m/s, на входа на смукателния тръбопровод от долния резервоар;
• ρ е плътността на течността
• g - ускорение на свободно падане, равно на 9,8 m/s²

Ако налягането, приложено към повърхността на течността в двата резервоара, е едно и също, например при отворени резервоари и течността в двата резервоара е в покой, тогава изразът за главата на помпата може да бъде опростен:

От горните изрази може да се види, че налягането на водата за повдигане на помпата се определя от височината на повдигането и загубата на налягане в тръбопроводите. В затворен циркулационен пръстен (например отоплителни системи) главата на помпата се определя от сумата от загубите на налягане върху всички елементи на пръстена и не зависи от височината на системата и местоположението на помпата в нея .

Характеристика на налягането и потока- графичен дисплей на зависимостта на напора на помпата от нейното захранване в координатите Q [m³ / h] / H [m.воден стълб]. Характеристиката налягане-поток е основната характеристика, използвана за избор на помпи и е дадена в каталозите на производителите под формата на графики.

Работна точка на помпата- точка в пресечната точка на характеристиката налягане-поток с хоризонтална линия, начертан от точка на оста y, която съответства на развитата глава. За да се определи действителният дебит на помпата от работната точка, перпендикулярът се спуска към оста на потока (абсцисата).

По този начин потокът на помпата определя налягането, което тя развива, което в бустерни помписе определя от височината на повдигане и загубите в тръбопроводите, а в циркулационните помпи - от хидравличната характеристика на циркулационния пръстен. Тъй като в циркулационния пръстен промяната в загубата на налягане е пропорционална на квадрата на промяната в дебита, преминаващ през него, хидравличната характеристика на мрежата в координатите Q [m³/h] / H [m.w.o.st], има формата на парабола.

Смукателен асансьор— Hvs [m] — при условие че водата се взема от долния резервоар, в който атмосферното налягане действа върху водната повърхност, височината на засмукване на помпата съответства на разликата в нивото в метри между оста на работното колело и нивото на течността в долния резервоар, минус загуби на налягане в тръбопровода, който свързва долния резервоар и помпата.

Покачването на водата от долния резервоар се дължи на разликата в налягането, докато в работното колело на помпата се създава вакуум и атмосферното налягане действа върху водата. Като атмосферно наляганесъответства на воден стълб с височина 10,3 метра и помпата не може да създава в работното колело абсолютен вакуум- височината на засмукване на помпата не може да надвишава 8 метра.

Кавитационен резерв- NPSH [m.w.o.st] - минималното налягане в смукателната тръба на помпата, което осигурява работа без кавитация. Стойността на кавитационния резерв се определя емпирично от производителите на помпи и се дава под формата на графика в зависимост от дебита на помпата.

Нетна мощност на помпата- Nu [W] - съответства на енергията на прехвърлената течност за единица време.

Nu = ρ g Q H

Мощност на вала на помпата— Nw [W] — механична мощност, която се предава на вала на помпата. Механичната мощност е по-голяма от полезна от размера на хидравличните загуби и загубите от триене в работното колело.

ефективност на помпата- η [%] - ефективност, характеризираща степента на съвършенство центробежна помпаи се определя като съотношение полезна мощносткъм мощността на вала.

Номинален диаметър- DN - цифрово обозначение на вътрешния диаметър на свързващите тръби на помпата, общо за всички елементи на тръбопровода. Номиналният диаметър на помпата няма размери, но стойността му е приблизително равна на вътрешния диаметър на тръбопровода, който ще бъде свързан.

Редица условни проходи DN (DN) на тръбопроводните елементи се регулират от GOST 28338-89 "Условни проходи (номинални размери)". Алтернативно обозначение за номиналния диаметър DN, разпространено в постсъветските страни, беше номиналният диаметър.

Номинално налягане- PN [bar] - най-високото свръхналягане на водата с температура 20 ° C, при което е разрешено дълга работапомпа.

Алтернативно обозначение за номинален натиск, разпространено в страните от постсъветското пространство, беше условният натиск. Редица номинални налягания PN (Ru) на елементите на тръбопровода се регулират от GOST 26349-84 "Номинални (условни) налягания".

Често има проблем с неправилното разбиране на термина "глава на помпата".
Ще се опитам да обясня какво и как.
Напорът на помпата се измерва в метри (m). Това често води до объркване. Въпреки че се измерва в метри, главата не е геометрична величина. Напорът е общата специфична енергия, генерирана от помпата. Специфично, защото е енергия за единица тегло. Ако припишем стойността на енергията на единица тегло, тогава получаваме размерността на метри. Няма да навлизаме в подробности, но това е положението. Следователно е невъзможно да се разбере, че налягането е височината, до която помпата може да издигне течността. Хидравличната енергия, създадена (или по-скоро получена чрез преобразуване на механична енергия) от помпата, е необходима за осигуряване на следните процеси:

1) Промяна в скоростта на потока.
Консумацията е
V (скорост) / S (площ на напречното сечение)
Следователно, ако тръбата на входа на помпата е по-голяма от тръбата на изхода на помпата, тогава промяната в скоростта на потока се променя обратно. Захранването не се променя съответно, колкото по-голям е диаметърът, толкова по-голяма е площта на напречното сечение, толкова по-нисък е дебитът и обратно. Ако скоростта на потока се увеличи, тогава това увеличение изисква изразходване на енергия.
Тази ситуация се случва доста често. От теорията е известно, че с увеличаване на скоростта налягането спада, така че смукателната тръба на помпата (и съответно тръбопровода) прави повече изпускане. Ако налягането в помпата падне под налягането наситени пари, тогава ще се появи кавитация, което е неприемливо. Следователно налягането на входа се опитва с всички средства да го направи възможно най-високо.

2) Създаване на диференциално налягане
Течността в тръбопровода, която е в покой, може да бъде преместена само ако бъде изведена от равновесие. Това може да стане чрез промяна на стойностите на налягането на входа и изхода на тръбопровода. Тогава течността ще се премести от повече натисккъм по-малкия. Освен това понякога е необходимо да има високо налягане на изхода (например при изпомпване на вода в резервоар с високо наляганевъздух). Промяната на полето на налягане също изисква енергия.

3) Промяна на нивото на течността
Ако трябва да изпомпвате вода от горния резервоар към долния, тогава помпа не е необходима. Под въздействието на гравитацията самата вода ще потече надолу.
Въпреки това, ако е необходимо да се изпомпва вода от долния резервоар към горния, е необходима енергия.

4) Преодоляване на загубите
Много хора забравят за тази точка, мнозина дори не са чували за нея.
Има два вида загуби: загуби по дължината (те също се наричат ​​загуби поради хидравлично триене) и загуби поради локално съпротивление. Всички загуби зависят от дебита (от дебита).
Загубите по дължина възникват по цялата дължина на тръбопровода и зависят от неговата дължина, диаметър и коефициент на хидравлично триене на материала.
Локални загуби на съпротивление възникват навсякъде, когато има промяна в режима на потока, а именно:
- при промяна на посоката на потока (коляно, завъртане на тръбата)
- при промяна на размерите на тръбопровода (внезапно или постепенно разширяване или свиване на тръбопровода)
- на спирателни и управляващи вентили (затвори, кранове, вентили)
Локалните загуби на съпротивление имат коефициент на съпротивление в зависимост от вида на съпротивлението.

По този начин, познаването на височината, до която трябва да се издигне течността, не е достатъчно за избор на помпа по напор.
Освен това налягането, което помпата трябва да създаде за тази система, зависи от доставката. Алгоритъмът за избор на помпа ще бъде обсъден по-подробно на бъдещи конференции.

Работата на помпата в системата води до увеличаване на специфичната енергия на течността, т.е. енергията на 1 kg от масата на течността. Общата специфична енергия на изпомпваната течност на входа на помпата (участък l - l на фиг. 2.8)

където z1 е разстоянието на центъра на тежестта на участък 1—1 от сравнителната равнина, m; p1 и v1 са съответно налягането, Pa и скоростта на флуида, m/s, на входа на помпата.

Схема на работа на центробежна помпа фиг. 2.8

Обща специфична енергия на изхода от помпата (вижте раздел 2-2 на фиг. 2.8)

където Z 2 е разстоянието на центъра на тежестта на участъка 2-2 от сравнителната равнина, m; P 2 и v 2 - съответно налягане, Pa. и скорост на флуида, m/s, на изхода на помпата.
Увеличението на специфичната енергия или полезна специфична работа ще бъде

откъдето налягането, развивано от помпата,
За хидравлични изчисленияприлага концепцията за налягане, която е специфична енергиятечност, отнесена към единицата за нейното тегло и изразена в метри от колоната на тази течност H=p/pq.
От съотношение (2.19) следва, че напорът, развиван от помпата, е равен на

Манометричен напор е сумата от първите два члена на съотношението (2.20)

тези. Напорът на помпата е равен на манометричния напор плюс разликата в налягането на скоростта в смукателните и нагнетателните дюзи на помпата. При работещи помпени агрегати, манометричното налягане

където Km и Kv са коефициенти на преобразуване; Vya и Vv са показанията съответно на манометъра и вакууммера; Dg е разстоянието между цапфите на манометъра и вакуум манометъра, m.

Ако манометърът и вакуум манометърът имат скала, градуирана в kgf / cm2, тогава Km \u003d Kv \u003d 10; ако габаритът е градуиран в mm Hg. чл., след това Kv \u003d 0,0136; ако манометърът е градуиран в MPa, а манометърът е в kPa, тогава Km = 98,1 (приблизително 100), Kv = 0,0981 (приблизително 0,1).
Ако помпата е разположена под нивото на течността в приемния резервоар, напорът на налягането се определя от съотношението

където Vm1 и Vm2 са показанията на манометрите, съответно, на нагнетателната и смукателната тръба на помпата.
При проектирането помпени агрегатиналягането, което трябва да развие помпата, се определя от формулата

където Нг.в и Нг.н - геометричната височина на засмукване и изпускане, съответно; hn.B и hp.n - загуба на налягане съответно в смукателния и нагнетателния (нагнетателния) тръбопровод.
Следователно, налягането, развивано от помпата, е равно на сумата от геометричните височини на засмукване и изпускане плюс сумата от загубите на налягане, когато течността се движи от приемния резервоар (камера) към изхода от напорния тръбопровод.