Moc pompy – dobór pomp, kalkulacja parametrów, współczynniki kalkulacyjne, kalkulacja poprzez pomiar i kalkulacja, kalkulacja różnych pomp
Aby zapewnić stabilność działania autonomicznego systemu zaopatrzenia w wodę, najpierw należy poprawnie obliczyć moc pompy. Przeanalizujmy, czym jest ten parametr, jakie są kryteria wyboru pompy, jakie główne cechy należy obliczyć, jakie czynniki bezpośrednio wpływają na obliczenia, jaka jest istota metody obliczeniowej poprzez pomiar i obliczanie oraz jakie są główne cechy obliczania parametrów pomp różnego typu.
Moc pompy – co to jest, kryteria doboru pompy, parametry projektowe
Moc pompy odnosi się do ilości wody pompowanej na jednostkę czasu. Wartość jest wyrażona w litrach lub metrach sześciennych. m na sekundę i charakteryzuje wydajność lub użyteczną moc sprzętu. Do tego dochodzi zużycie energii. Jest to wskaźnik zużytej energii wyrażony w kW. Stosunek mocy użytecznej do mocy zużytej pokazuje sprawność. Im większa jest jego wartość, tym mniej energii traci się na pompowanie wody, a tym samym tym bardziej wydajne jest urządzenie.
Przy wyborze pompy bierze się pod uwagę przede wszystkim następującą liczbę kryteriów:
- Cechy konstrukcyjne i techniczne .
Specyficzne warunki zastosowania zawsze wymagają pompy o określonej konstrukcji i określonych parametrach technicznych, które można z góry obliczyć. W wielu przypadkach wybór sprzętu jest podyktowany technologią dostarczania płynów. Na przykład, jeśli potrzebujesz najbardziej równomiernego pompowania wody, stosuje się modele odśrodkowe.
W innych przypadkach, lub gdy technologia tego również wymaga, dopuszcza się stosowanie jednostek tłokowych – zapewniających porcje zaopatrzenia w wodę. Innym przykładem wymagań technicznych jest sytuacja, w której pompa musi lub jest zmuszona do umieszczenia wewnątrz źródła pod lustrem wody. W takim przypadku stosowane są modele podwodne.
- Rodzaj pompowanej cieczy .
Sprzęt pompujący musi zapewniać niezakłócone pompowanie określonego ciekłego medium. W prywatnych gospodarstwach domowych pompy są używane nie tylko do dostarczania wody ze studni lub studni do domowego systemu zaopatrzenia w wodę.
Często właściciele ich domu mają do czynienia z wypompowywaniem szamb i szamb, a także wypompowywaniem piwnic, cokołów, nisko położonych miejsc na terenie podczas powodzi. Ponadto właściciele basenów i sztucznych stawów również potrzebują specjalnego urządzenia do pompowania. Wszystkie te ciecze mogą zawierać zarówno małe, jak i duże cząstki oraz różnić się lepkością i charakterystyką przepływu od zwykłej czystej wody.
- Wydajność podstawowa .
Do głównych parametrów urządzeń pompujących, które wpływają na jego działanie, należą:
- Wydajność.
- Głowa.
- Pobór energii.
Aby zapewnić długotrwałą i niezawodną pracę, brane są pod uwagę przede wszystkim dwie pierwsze cechy. Z reguły są one od siebie zależne i określają zakres wyposażenia. Na przykład 1-stopniowa pompa odśrodkowa może przenosić wodę do 100 m i zgodnie z obliczeniami będzie odpowiadać wydajności do 1000 m³ na godzinę. Jednocześnie modele wielostopniowe są w stanie stworzyć głowę do 1000 m i użyteczną pojemność do 10 tysięcy metrów sześciennych. metrów na godzinę.
Podstawowe parametry projektowe
Istnieją 3 główne parametry, które najdokładniej charakteryzują pracę pomp, są to:
- wydajność .
Wartość określa się jako objętość pompowanej cieczy w określonym czasie, np. 1 litr na sekundę. W praktyce na przykład w systemie zaopatrzenia w wodę w prywatnym domu powinien być równy całkowitemu natężeniu przepływu od wszystkich konsumentów - pryszniców, umywalek, wanien itp.
Jednak obliczenia teoretyczne nie uwzględniają ewentualnych strat w postaci przecieków z powodu niedoskonałości rurociągu. Dlatego istnieje coś takiego jak rzeczywiste zużycie. Między sobą obie wielkości są połączone wydajnością wolumetryczną. Jednocześnie należy mieć na uwadze, że nowoczesne urządzenia i instalacje wodno-kanalizacyjne – ze względu na wysoką niezawodność i szczelność – pozwalają na wyrównanie ich walorów.
- Wysiłek .
Często ta wartość jest postrzegana jako wysokość słupa wody, którą może wytworzyć pompa. W rzeczywistości nie zawsze tak jest. W obliczeniach teoretycznych wysokość podnoszenia pompy to energia przenoszona na jednostkę masy pompowanego ciekłego medium.
Wartość jest mierzona w metrach i zależy od kilku powiązanych czynników. Przede wszystkim jest to różnica ciśnień między punktem wlotu i odbioru, wysokość windy i opór przepływu.
- Pobór mocy .
Charakterystyka pokazuje ilość energii zużywanej przez pompę na pompowanie cieczy. Jego wartość jest zawsze wyższa niż moc użyteczna - siła bezpośrednio wydatkowana na zaopatrzenie w wodę.
Jednocześnie pewna część energii jest zużywana na straty w rurociągach, pokonywanie sił tarcia w mechanizmach i tak dalej. miejsca. Różnica między mocą zużytą a użyteczną wyraża się współczynnikiem sprawności.
Rekomendacje! Aby określić moc pompy, musisz znać całkowite zużycie wody w domu, sumując wartość każdego konsumenta. W praktyce wykonanie takiego obliczenia jest dość trudne. Dlatego gotowe dane można pobrać ze specjalnych tabel. Jednocześnie średnia dzienna stawka na osobę nie przekracza 200 litrów.
Czynniki wpływające na obliczenia
Przy obliczaniu mocy pompy należy wziąć pod uwagę następującą liczbę czynników:
- Głębokość studni .
Dokładna definicja parametru jest niezbędna do prawidłowego obliczenia natężenia przepływu źródła. Co więcej, pozwoli to prawidłowo dobrać pompę do głębokości zanurzenia i wysokości podniesienia wody.
- Poziom statyczny .
Jest to odległość od lustra wody do powierzchni ziemi, gdy źródło poboru wody nie działa. Okres przestoju studni przed rozpoczęciem pomiaru waha się od 1 godziny do dnia.
Maksymalną wartość osiąga się w okresie wiosennych powodzi, minimalną - w okresie suchym. Dlatego zawsze lepiej mierzyć go w bezdeszczowym okresie letnim.
- poziom dynamiczny .
Jest to odległość od powierzchni ziemi do lustra wody przy pełnym poborze wody. Różnica między poziomami statycznymi i dynamicznymi jest maksymalna w płytkich studniach - niskociśnieniowych studniach piaszczystych i niskoprzepływowych studniach abisyńskich, i jest prawie całkowicie nieobecna w głębokich źródłach artezyjskich.
Ogromne znaczenie ma określenie poziomu dynamicznego przy obliczaniu głębokości montażu pompy głębinowej. Ponieważ od tego będzie zależeć wielkość zewnętrznego ciśnienia słupa wody na urządzeniu w stanie wyłączonym. W najlepszym przypadku sprzęt powinien być zanurzony co najmniej 1-2 metry poniżej znaku dynamicznego.
- Zużyta objętość .
Aby obliczyć ciśnienie i inne cechy zainstalowanej pompy, najpierw należy określić, ile wody będzie codziennie pompować. Wartość zależy od rodzaju i liczby odbiorników, a także od tego, ile osób będzie z nich korzystać. Każde urządzenie hydrauliczne ma swoją własną wartość parametru.
Na przykład:
- Zlew z kranem – 250 l/h.
- Umywalka z kranem – 180 l/h.
- Wanna z mieszaczem – 300 l/h.
- Kabina prysznicowa - 115 l/h.
- Miska WC ze zbiornikiem - 83 l/h.
Jednak w obliczeniach należy również wziąć pod uwagę współczynnik wykorzystania, który z reguły waha się od 0,15 do 0,5 dla różnych urządzeń. W takim przypadku całkowita zużyta objętość nie powinna przekraczać wartości natężenia przepływu w studni.
- Średnica studni lub pierścieni studni .
W przypadku płytkich wąskich studni typu abisyńskiego stosuje się zewnętrzne pompy odśrodkowe z zanurzoną rurą wlotową wody. Ponieważ nie można w nich instalować standardowych modeli zanurzeniowych o średnicy korpusu 4 cali. Wymagają rury wiertniczej o średnicy wewnętrznej co najmniej 100 mm.
W przypadku modeli o dużej wydajności z korpusem 6" wymagana jest rura o średnicy co najmniej 150 mm. Jeśli studnia jest wykorzystywana jako źródło wody na miejscu, specjalne wymagania są również nakładane na średnicę pierścieni - pod warunkiem zainstalowania specjalnych zatapialnych pomp elektrycznych z wyłącznikiem pływakowym. Ten ostatni powinien znajdować się na powierzchni wody co najmniej 300 mm od centralnej osi urządzenia.
- Skład wody .
W zależności od rodzaju źródła poboru wody skład wody może się znacznie różnić. Dlatego dla każdej odmiany zaleca się stosowanie własnego typu pompy, która jest dobrze dostosowana do określonych warunków:
- Niedrogie studnie abisyńskie o głębokości do 8 m obsługiwane są za pomocą pomp wirowych lub odśrodkowych. Pompowana woda jest dość czysta.
- Źródła piaskowe charakteryzują się większą głębokością i zawartością cząstek stałych w wodzie. Jeśli woda jest stosunkowo czysta, stosuje się głębokie pompy odśrodkowe, a przy znacznym zmętnieniu modele śrubowe.
- Studnie artezyjskie z twardym dnem wapiennym obsługiwane są przez elektryczne pompy wirowe i odśrodkowe.
Jednocześnie, aby dokładnie obliczyć ciśnienie i inne ważne cechy pompy, należy wziąć pod uwagę współczynnik oporu hydraulicznego w filtrach do wody. Ponieważ z powodu złej jakości wody często są instalowane w systemie poboru wody.
- Odległość między pompą a odbiornikiem .
Aby pompa zapewniała stabilność działania wewnętrznego zaopatrzenia w wodę, przy wyborze modelu należy wziąć pod uwagę zasadę konwersji wartości ciśnienia z pionowej na poziomą. Obliczenia zależą od oporu hydraulicznego, który z kolei zależy od wielu czynników. Przede wszystkim jest to średnica, materiał, liczba zagięć, filtrów i inne cechy zaopatrzenia w wodę.
- Ciśnienie w wewnętrznym zaopatrzeniu w wodę .
Zadaniem pompy elektrycznej jest nie tylko dostarczanie wody do wewnętrznego źródła wody, ale także zapewnienie stabilnych wskaźników ciśnienia. W przeciwnym razie siła strumienia wody z kranu musi mieć wystarczającą i stałą wartość. W przeciwnym razie pogorszy się komfort zużycia wody w domu.
Co więcej, przy niestabilnym lub niskim ciśnieniu w systemie urządzenia automatyki nie będą działać - presostat, czujnik biegu jałowego itp. Wręcz przeciwnie, przy nadmiernym ciśnieniu armatura i połączenia szybko zaczną się pogarszać i przeciekać.
Uwaga! Istnieją 3 przyczyny spadku sprawności pompy - hydrauliczne (redukcja ciśnienia), mechaniczne (redukcja wydajności) oraz straty objętościowe (strata mocy). Jego wartość można poprawić poprzez poprawę właściwości hydrodynamicznych ścieżki przepływu, poprawę jakości uszczelnień wewnętrznych oraz zmniejszenie sił tarcia współpracujących zespołów mechanicznych.
Obliczanie przez pomiar i obliczenia
Aby obliczyć minimalną siłę wymaganą do uruchomienia pompy (lub głowicy), musisz znać wydajność (lub przepływ) i całkowitą prędkość podnoszenia, dla której stosuje się następujący wzór:
Р = О сн * П * У вж / 3960
P to moc przepływu wody, w koniach mechanicznych (KM),
O sn - całkowity przepływ szybki, mierzony w metrach lub stopach,
P - wydajność równa przepływowi wody, mierzona w galonach/min (gpm),
У vzh - ciężar właściwy pompowanej cieczy, dla wody równy 1,
3960 - współczynnik korekcji.
Poniższy algorytm służy do pomiaru danych, wprowadzenia ich do formuły, a następnie ich obliczenia:
- Wymagane natężenie przepływu jest określane. Przykład wykorzystuje pompę do nawadniania obszaru plantacji ze studni, co wymaga 20 gpm.
- Mierzona jest odległość pionowa między punktem poboru wody u źródła a punktem odbioru. Na przykład odległość między otworami poboru wody pompy w studni a punktem nawadniającym może wynosić 30 metrów, lub w tłumaczeniu na angielski system miar - 100 stóp.
- Oszacowano straty ciśnienia spowodowane siłami cierniowymi w sieci wodociągowej. Na przykładzie 1-calowej plastikowej rury traci się około 6,3 stopy głowy na każde 100 stóp długości. Na przykład – całkowita długość rury, w tym odcinek poziomy, wyniesie 150 stóp – całkowita strata wyniesie około 9,5 stopy. Uwzględnia to straty na połączeniach i przejściach. Zakładając 1 kąt prosty i 3 proste gwintowane przejścia w rurociągu, wartość dla tego materiału wynosi 15 stóp. 9,5 + 15 = 24,5 stopy.
- Sumuje się całkowitą wysokość i straty paszy. W tym przykładzie 150 + 24,5 = 174,5 stopy. Otrzymana wartość odpowiada wartości SN w powyższym wzorze. Będzie to minimalne obciążenie, jakie musi wytrzymać silnik pompy.
- Zmierzone wartości są podstawiane do powyższego wzoru, a następnie obliczana jest z tego użyteczna minimalna moc pompy lub siła przepływu wody w l. Z. P u003d 174,5 * 20 * 1 / 3960 u003d 0,88 l. Z.
- Wartość mocy silnika urządzeń pompujących jest korygowana z uwzględnieniem wskaźnika sprawności. Ta ostatnia z reguły w nowoczesnych modelach waha się w zakresie od 50 do 85%. Jeśli na przykład przyjmiemy jego minimalną wartość, otrzymamy = 0,88/0,5 = 1,76 litra. Z.
Odniesienie! Moc silnika pompy można podać zarówno w watach, jak i w koniach mechanicznych. 1l. Z. = 746 W. W powyższym przykładzie urządzenie ma 1,76 litra. Z. odpowiada 1312 W lub 1,3 kW.
Obliczanie parametrów pomp różnych typów
W praktyce zaopatrzenia prywatnego domu w system zaopatrzenia w wodę stosuje się następujące typy pomp z własnymi cechami do obliczania głównych parametrów:
- Zatapialne .
Pompa głębinowa różni się od innych modyfikacji tym, że zawsze znajduje się w masie wody. Dlatego we wzorach obliczeniowych wyklucza się taki parametr jak odległość od pompy do źródła. Po prostu go tu nie ma.
Przydatne wideo
Wartość ciśnienia określa następujący wzór:
P tr u003d P geo + P straty + P za darmo
P tr - wymagana wartość ciśnienia,
P geo - wysokość od pompy w studni do najwyższego odbiornika,
Straty P - strata ciśnienia spowodowana charakterystyką zaopatrzenia w wodę - materiał, średnica, zagięcia, określa się z tabel,
P free - dodatkowa wartość służąca do wygodnego korzystania z zaopatrzenia w wodę z kilku odbiorników (nie więcej niż 5-20 m).
Wydajność pompy głębinowej można obliczyć w standardowy sposób. Jednak po obliczeniach konieczne jest zastosowanie współczynnika korygującego, ponieważ pełna wartość będzie zbędna, a to będzie znaczna nadpłata za sprzęt.
- Powierzchnia .
Pompa powierzchniowa montowana jest na zewnątrz - na powierzchni przy studni lub studni. Wysokość wlotu takich modeli nie przekracza 10 metrów, jednak wysokość podawania jest znacząco różna - ponad 60 m. Możliwe jest również zastosowanie specjalnych eżektorów opuszczanych do studni, zwiększających głębokość wlotu do 30 m, ale przy jednocześnie znacznie zmniejszając wydajność.
Przydatne wideo
Wartość ciśnienia oblicza się w następujący sposób:
- Gdy nad pompą znajduje się zapasowy pojemnik. P tr u003d P geo + P straty + P wolne - P wysokość zbiornika .
- Gdy źródło wody znajduje się poniżej pompy. P tr u003d P geo + P straty + P wolne + P wysokość źródła .
Wydajność pompy powierzchniowej oblicza się zgodnie z metodą standardową z uwzględnieniem współczynnika korekcji.
- W obiegu .
Pompa obiegowa służy do pompowania chłodziwa w autonomicznym systemie grzewczym. Dla wydajnego działania tego ostatniego wymagane jest szczególnie dokładne obliczenie zarówno ciśnienia, jak i wskaźnika wydajności.
Wydajność oblicza się według następującego wzoru:
P tru003d T wymagane / ( 1,16 * T out - T in)
P tr - wymagana wydajność,
T wymagane - moc cieplna kotła,
T out - T in - różnica temperatur chłodziwa na wylocie do układu i na wlocie do urządzenia,
1,16 - właściwa pojemność cieplna wody.
Głowica pompy obiegowej jest określona nie różnicą wysokości między źródłem a odbiornikiem, ale wartością oporu hydraulicznego.
Przydatne wideo
Wartość oblicza się według następującego wzoru:
R tr u003d (E * K + C suma ) / r * n
P tr - niezbędne ciśnienie,
E - straty tarcia,
K - maksymalna długość rurociągu z uwzględnieniem odległego urządzenia grzewczego,
C sum - suma współczynników bezpieczeństwa dla armatury, armatury, baterii i innych elementów,
p jest gęstością chłodziwa,
n jest fizyczną wartością przyspieszenia swobodnego spadania.
- Odśrodkowy
Aby obliczyć wymagany przepływ pompy odśrodkowej, należy wziąć pod uwagę prędkość wirnika - w rzeczywistości będzie ona równa różnicy ciśnienia wody na wlocie i wylocie do wnęki z wirnikiem. Poniższy wzór służy do obliczenia teoretycznej wartości wielkości:
N theo = u * s * cos a / n
y to prędkość obwodowa,
c to prędkość ruchu wody,
cos a jest cosinusem kąta między prędkością na wejściu do wnęki roboczej a prędkością obwodową,
n jest wartością przyspieszenia swobodnego spadania.
Teoretycznie obliczoną wydajność mnoży się przez korygujący współczynnik hydrauliczny (0,8-0,9) oraz współczynnik uwzględniający liczbę łopatek (0,6-0,8). Ciśnienie urządzenia oblicza się w taki sam sposób, jak w przypadku analogów.
Przydatne wideo
Podsumowanie
Moc użyteczna pompy charakteryzuje się ilością pompowanej wody przez określony czas. Ilość energii zużywanej na tę pracę określa się jako pobór mocy. Stosunek tych wartości pokazuje sprawność pompy. Przy wyborze pompy bierze się pod uwagę konstrukcję i cechy techniczne, rodzaj cieczy, charakterystykę wydajności.
Pracę pompy charakteryzują 3 główne parametry - wydajność, pompa i moc. Przy obliczaniu mocy bierze się pod uwagę następującą liczbę czynników:
- Głębokość źródła.
- Poziom statyczny i dynamiczny.
- Zużyta objętość.
- Średnica rur lub pierścieni.
- Skład wody.
- Wysokość od źródła do celu.
- Ciśnienie wody.
Aby obliczyć moc, stosuje się specjalną formułę - P u003d O sn * P * U vzh / 3960, której wartości są mierzone w specjalny sposób. W praktyce prywatnej najczęściej stosowanymi typami pomp są powierzchniowe, zatapialne, odśrodkowe i cyrkulacyjne. Obliczanie ciśnienia i wydajności dla każdego z nich ma swoją specyfikę.
