Меню

Основные технические параметры центробежных насосов



Технические характеристики Центробежного насоса

Подача — Q [м³/ч] — объём воды, подаваемый насосом в единицу времени. Оптимальная подача центробежного насоса достигается при максимальном значении коэффициента полезного действия. Фактическая подача насоса определяется развиваемым напором и может быть вычислена по напорно-расходной характеристике конкретного насоса.

Напор — H [м.вод.ст] — разница давлений между входным и выходным патрубком насоса. В замкнутом циркуляционном кольце напор насоса определяется суммой потерь напора на всех элементах циркуляционного кольца.

Напорно-расходная характеристика — графическое отображение зависимости напора центробежного насоса от его подачи. Тихоходные насосы с частотой вращения менее 1500 об/мин обладают более пологой характеристикой, то есть напор создаваемый насосом с изменением подачи изменяется не столь существенно как у быстроходных насосов.

Гидравлическая характеристика сети — графическое отображение зависимости потерь напора в сети (циркуляционном кольце) от протекающего расхода. Гидравлическая характеристика сети имеет форму параболы, так как изменение потерь напора в циркуляционном кольце, равно квадрату изменения протекающего расхода.

Рабочая точка насоса — точка на пересечении напорно-расходной характеристики насоса и гидравлической характеристики сети. Рабочая точка определяет какими будут подача и напор насоса при включении его в сеть (циркуляционное кольцо). Напор всегда равен сопротивлению системы, а установившийся расход можно определить опустив с рабочей точки перпендикуляр на ось подачи (абсцисс).

Высота всасывания — Нвс [м] — разница уровня в метрах, между осью рабочего колеса насоса и уровнем жидкости в нижнем резервуаре, за вычетом потерь напора в трубопроводе соединяющим нижний резервуар с насосом и при условии, что вода в нижнем резервуаре находится под атмосферным давлением.

Подъём воды с нижнего резервуара происходит за счёт разницы давлений, при этом в рабочем колесе насоса создаётся разрежение, а на воду действует атмосферное давление. Так как атмосферному давлению соответствует столб воды высотою в 10,3 метра, а насос не может создать в рабочем колесе абсолютный вакуум — высота всасывания насоса не может быть более 8 метров.

Кавитационный запас — NPSH [м.вод.ст] — минимальное давление во всасывающем патрубке насоса обеспечивающее безкавитационную работу. Значение кавитационного запаса определяется опытным путём производителями насосов и приводится в виде графика в зависимости от подачи насоса.

Полезная мощность насоса — Nu [Вт] — определяется полной энергией передаваемой в насосе жидкости за единицу времени.

Мощность на валу насоса — Nw [Вт] — механическая мощность, которая передаётся на вал центробежного насоса. Механическая мощность больше полезной, на величину гидравлических потерь и потерь на трение в рабочем колесе.

КПД насоса — η [%] — коэффициент полезного действия характеризующий степень совершенства центробежного насоса и определяется как отношение полезной мощности к мощности на валу.

Класс энергоэффективности — [A-G] — общепринятая классификация бытовых товаров отображающая эффективность использования энергии. Классы энергоэффективности обозначаются латинскими буквами от A до G. Товары маркированные буквой A имеют наименьшее энергопотребление, а товары с маркировкой G соответственно — наибольшее.

Если сравнивать насосы с похожими гидравлическими характеристиками различного класса энергоэффективности, можно установить что разница в потреблении энергии насосами двух смежных классов составляет 22%. Насос класса A потребляет только около 33% электроэнергии, необходимой для работы насоса класса D.

Номинальный диаметр — DN — численное обозначение внутреннего диаметра присоединительных патрубков центробежного насоса общее для всех трубопроводных элементов. Номинальный диаметр насоса не имеет размерности, но его значение приблизительно равно внутреннему диаметру присоединяемого трубопровода.

Ряд условных проходов DN (Ду) трубопроводных элементов регламентирован ГОСТ 28338-89 «Проходы условные (размеры номинальные)». Альтернативным обозначением номинального диаметра DN, распространённым в странах постсоветского пространства, был условный диаметр — Ду насоса.

Номинальное давление — PN — наибольшее избыточное давление воды с температурой в 20°C, при котором допускается длительная работа насоса.

Альтернативным обозначением номинального давления, распространённым в странах постсоветского пространства, было условное давление — Ру насоса. Ряд номинальных давлений PN (Ру) трубопроводных элементов регламентирован ГОСТ 26349-84 «Давления номинальные (условные)».

Источник

Подбор и рабочие характеристики центробежных насосов

Добрый день, уважаемые читатели блога nasos-pump.ru

В рубрике «Общее» рассмотрим, как подобрать центробежный насос и какие его основные рабочие характеристики. Для правильного подбора и эксплуатации центробежных насосов необходимо знать и понимать такие основные параметры оборудования как подача, напор, потребляемая мощность, КПД, высота столба жидкости над всасывающим патрубком насоса (NPSH), их взаимосвязь между собой и другими параметрами насоса при различных условиях эксплуатации. Для подбора насосов существуют рабочие характеристики в виде графиков или таблиц выражающих зависимость напора, мощности и КПД насоса от его подачи. Эти характеристики, называются рабочими характеристиками и создаются они во время проведения испытаний насосов в заводских лабораториях. Данные характеристики являются основным техническим документом, характеризующим технико-экономические свойства конкретного, центробежного насоса. Характеристики насосов затем размещаются в каталоги, также в каталогах приводится краткое описание, область применения насосов их назначение, описание конструкции насосов, чертежи общих видов и габаритные размеры. С помощью этих каталогов осуществляется подбор центробежных насосов. Крупнейшие производители насосного оборудования предлагают потребителям специальные собственные программы для оптимального подбора насосов, у немецких компаний Wilo – это программа Wilo-Select, у Grundfos – это программа WinCAP.

Читайте также:  Электрический насос тех описание

Основные рабочие характеристики центробежных насосов

Насос – это гидравлическая машина, преобразующая механическую, вращательную энергию привода в энергию движения жидкости. Основными характеристиками насоса являются: подача, напор, КПД, потребляемая мощность и кривая NPSH.

Подача или производительность – это количество жидкости, которое подается насосом в единицу времени обозначается буквой «Q» и измеряется в м 3 /час (кубических метрах в час) или л/сек, (литрах в секунду).

Напор – это удельная механическая работа, передаваемая насосом перекачиваемой жидкости, обозначается буквой «Н» и измеряется в метрах водного столба (м).

Рабочая характеристика это кривая выражающая зависимость между расходом и напором насоса, в пределах которой рекомендуется его эксплуатировать.

КПД любого механизма представляет собой отношение полезной мощности к потребляемой мощности и обозначается это отношение буквой «η». Поскольку «вечный двигатель» пока не изобретен, то КПД любого привода всегда будет меньше 1, или меньше 100 %. Для центробежного насоса общий КПД определяется значением КПД двигателя «ηм» (электрического или механического) и КПД насоса «ηр». Произведение этих двух значений представляет собой общий КПД «η». КПД насосов различного назначения может колебать в очень широких пределах. Так для насосов с мокрым ротором КПД изменяется от 5% до 54%, а для высокоэффективных насосов с сухим ротором он изменяется в пределах от 30% до 80%. Насосное оборудование практически никогда не работает при постоянной подаче. Поэтому, при выборе оборудования необходимо убедится, что рабочая точка насоса находится в средней трети его рабочей характеристики, где наиболее оптимальный КПД. В каталогах производителей насосов эта оптимальная рабочая характеристика указывается отдельно для каждого насоса.

Как мы говорили выше, насос это гидравлическая машина, преобразующая механическую, вращательную энергию привода в энергию движения жидкости. В результате этого преобразования затрачивается энергия (мощность). Количество затраченной энергии и является потребляемая мощность «Р1». Как и любую машину, насосную часть характеризует потребляемая мощность «Р2». Величина мощности насосной части прямо пропорциональна напору и подаче и обратно пропорциональна коэффициенту полезного действия (КПД). Математически это выражается при помощи следующей формулы: Р2=(р*Q*H)/(367*η), где:

P2 – потребная мощность [кВт]

ρ – плотность [кг/дм 3 ]

Q – расход [м 3 /ч]

H – напор [м]

η – КПД насоса (например, 0,5 при 50%)

Кавитация – это образование пузырьков газа в результате появления локального давления ниже давления парообразования перекачиваемой жидкости на входе в рабочее колесо. Работа насоса в таком режиме приводит к снижению производительности (напора) и КПД. Из-за схлопывания пузырьков воздуха в областях с более высоким давлением обычно на выходе рабочего колеса происходят микроскопические взрывы, вызывающие скачки давления, шумы и разрушение материала внутренних деталей насоса. Необходимым параметром центробежного насоса является значение NPSH (высота столба жидкости над всасывающим патрубком насоса). NPSH определяет минимальное давление на входе насоса, необходимое для того, чтобы насос работал без кавитации. Другими словами это дополнительное давление, необходимое для предотвращения появления пузырьков газа в процессе работы. Кривая NPSH насоса это графическая зависимость, полученная в результате кавитационных испытаний центробежного насоса в заводской лаборатории. В силу различных причин, в том числе из-за сложности физических процессов, происходящих на всасывающем патрубке насоса, этому необходимому параметру при подборе насосов и его эксплуатации не уделяется должное внимание.

Графические характеристики насосов

Почти все, о чем мы говорили выше, изображено на графических характеристиках (Рис.1) взятых из каталога. Мы не будем конкретно привязываться к типу оборудования и фирме производителю насосов. Нас больше интересует сам принцип подбора центробежного насоса. На графике (Поз. 1) изображена рабочая характеристика насоса, выражающая зависимость между расходом и напором насоса. На оси абсцисс располагается производительность (расход) насоса, выраженная в (м 3 /час) и (л/сек). По оси ординат располагается напор насоса, выраженный в метрах (м). Как видно из графика при «нулевом» расходе насос выдает максимальный напор равный примерно 57 метров. При максимальном расходе примерно 8 м 3 /час, насос создает напор примерно 19 метров. Это крайние рабочие точки по расходу и напору для данного, конкретного типа насоса. Теоретически рабочая точка может располагаться в любом месте рабочей характеристики насоса. За пределами рабочей характеристики эксплуатировать любой насос категорически запрещено.

На графике (Поз. 2) находится графическая зависимость КПД от производительности насоса. На оси абсцисс располагается производительность (расход) насоса, выраженные в (м 3 /час) и (л/сек). На оси ординат располагается КПД насоса, выраженный в процентах (%). Как видно из графика КПД равняется нулю при нулевом расходе. Насос работает, но расхода нет, и никакая полезная работа при этом не выполняется. Зеленым прямоугольником (Поз. 4) выделена примерная оптимальная рабочая область с оптимальным КПД насоса. Максимальный КПЛ в нашем случае будет при расходе примерно 3,5 м 3 /час и напоре примерно 43 м. (данная рабочая точка обозначена синей линией).

На графике (Поз. 3) изображена графическая зависимость высоты водяного столба жидкости NPSH от производительности насоса. На оси абсцисс располагается производительность (расход) насоса, выраженные в (м 3 /час) и (л/сек). На оси ординат находится высота подпора водяного столба, выраженная в метрах (м). Из графика видно, что чем больше расход насоса, тем больше должна быть высота подпора. При максимальном КПД насоса подпор на входе в насос должно составлять примерно 1,5 м.

Читайте также:  Насосы малыш мощностью вт

И в заключение можно отметить следующее. Для долгой и надежной эксплуатации насосного оборудования необходимо выбрать правильное и оптимальное соотношение между расходом, напором, КПД и NPSH насоса, а в конечном итоге и с его ценой. Ведь для покрытия потребностей в воде можно выбрать насос с большим запасом по мощности или менее мощный, но более эффективный. В первом случае придется тратить денег больше два раза. Первый раз при покупке, более мощный насос стоит дороже, и второй раз во время эксплуатации оборудования платить больше за перерасход электроэнергии. И если покупка оборудования – это одноразовая трата денежных средств, то эксплуатация оборудования – это трата постоянная.

Источник

Центробежные насосы: технические характеристики оборудования

Центробежный насос для подачи воды

Для перекачивания жидкостей можно использовать разнообразное оборудование. Наиболее распространены центробежные насосы — технические характеристики и практичность устройств позволяют им пользоваться популярностью у частных заказчиков и специалистов промышленных предприятий.

Для подбора оптимального варианта оборудования необходимо ориентироваться в его разновидностях, условиях эксплуатации, параметрах разных моделей.

Устройство центробежного насоса

Центробежные агрегаты используются для перекачки жидкостей разного назначения: организации технического водоснабжения предприятий, обеспечения питьевой водой населения, полива объектов в сельском хозяйстве, подачи воды для бытовых нужд в частных хозяйствах, оборудованных автономными водопроводами.

Центробежные агрегаты Grundfos

Популярность центробежных устройств у потребителя определяется их эксплуатационными характеристиками:

  • высокой производительностью;
  • стабильностью параметров потока жидкости;
  • возможностью проведения технического обслуживания своими руками;
  • компактностью и легкостью;
  • большим эксплуатационным ресурсом.

Важно! Необходимо учитывать при эксплуатации оборудования, что использовать центробежные насосы по назначению можно лишь после заполнения рабочей камеры водой — иначе возможна поломка устройства.

Требования к центробежным насосным агрегатам установлены в ГОСТ Р 54806*2011, Р 54805.2*2011, Р 54804.3*2011. Принцип работы центробежных агрегатов основан на перемещении жидкой среды посредством передачи ей энергии от вращающейся детали.

Конструкция агрегатов центробежного типа

Поверхностный насос центробежный – схема устройства

Агрегат состоит из следующих узлов и деталей:

  • Корпус спиральной формы (1) со всасывающим и нагнетательным патрубками, через которые к устройству подключаются трубопроводы. Он соединяет все элементы насоса в единую гидравлическую машину.
  • Рабочее колесо (2), состоящее из двух дисков со вставленными между ними лопастями. Они имеют сложную форму, изогнутую в сторону, противоположную направлению вращения колеса.
  • Узел уплотнения вала (3).
  • Сам вал (4), на котором жестко закреплено рабочее колесо.
  • Подшипниковая (6) и несущая (7) опоры.
  • Уплотнение масляной камеры подшипников (5).
  • Глазок для контроля уровня масла в камере.

Помимо этих основных компонентов насос часто снабжается и дополнительной арматурой и приборами.

  • Устройство для залива воды, т.к. для запуска агрегата и его нормальной работы инструкция требует, чтобы его камера должна быть заполнена.
  • Манометр на напорном патрубке для измерения создаваемого насосом давления.
  • Обратный клапан с сеткой на всасывающем патрубке, предназначенный для удерживания воды в камере и фильтрации поступающей в неё жидкости от твердых примесей.

Схема работы центробежных насосов

Виды насосов

Центробежные насосы можно классифицировать в зависимости от нескольких параметров, что наглядно демонстрирует видео в этой статье.

Расположения устройства относительно жидкости, перекачиваемой им

  • поверхностные, осуществляющие забор жидкой среды посредством шланга, помещенного в источник.

Первый вид оборудования обеспечивает больший напор жидкости, но могут возникнуть трудности с обслуживанием. Преимуществами погружных устройств также можно считать отсутствие риска перегрева мотора, так как он помещен в холодную среду, бесшумность, наличие автоматического отключения вследствие критического снижения уровня жидкости, меньшую требовательность к качеству воды.

Поверхностные модели могут устанавливаться на площадки рядом с источником воды или на расстоянии. Они размещаются в кессонах, хозяйственных строениях или подвалах. Насосы поверхностного типа более надежны, так как не подвергаются разрушительному воздействию жидкой среды, их можно перемещать при необходимости, цена таких агрегатов ниже погружных.

Важно! При использовании эжекторов, погружающихся в источник вместе с всасывающей трубой или шлангом, можно повысить напор устройств.

На рынке представлены также полупогружные модели, помещенные в источник лишь частично. Они необходимы, например, чтобы выкачать жидкость из приямка.

Полупогружное вертикальное устройство для перекачки агрессивных сред CTN

Количество рабочих колес

Насосы могут быть:

  1. одноступенчатыми (с одним колесом);
  2. многоступенчатыми, оснащенными несколькими колесами, и характеризующиеся более сильным выходным напором.

Расположение вала

Ось вращения насоса может быть расположена горизонтально (наиболее распространенный вариант) и вертикально, что позволяет устанавливать насос в стесненных условиях (например, в скважинах).

Расположение патрубков

Обычно выходной патрубок располагается сверху, а всасывающий — по центру. Но существует разновидность оборудования, обозначаемая In-Line, где оба элемента находятся на одной оси, горизонтальной или вертикальной.

Агрегат AZCUE VM125-26A с расположением патрубков на одной оси

Также можно подразделить насосы по виду жидкой среды, ими перекачиваемой. В зависимости от этого используются устройства, подключаемые к водопроводу, оборудование, необходимое для оснащения канализационных систем, агрегаты, перекачивающие кислотные жидкости и т.д.

Читайте также:  Насос автомобильный электрический драйв

Насос горизонтального типа Vodotok S-103, предназначенный для перекачки агрессивных жидкостей

Уровень создаваемого напора позволяет разделить агрегаты на модели, имеющие различные характеристики центробежного насоса по этому показателю: с низким уровнем, средним или высоким.

Характеристики центробежных устройств

Правильно подобрать необходимое оборудование невозможно без понимания основных параметров, их взаимосвязи, условий эксплуатации. Можно выделить основные характеристики центробежных насосов: кпд, напор, подача, высота всасывания, мощность потребления и т.д.

  • Подача (Q, м³/ч). Показатель определяет производительность агрегата, то количество жидкой среды, которое насос подает за единицу времени при развитии максимальной мощности.
  • Напор (H, м. вод. ст.). Характеристика обозначает разницу в давлениях между входным и выходным патрубками.
  • Глубина всасывания (Нвс, м). Параметр определяет, с какой глубины оборудование способно подавать воду.
  • Полезная мощность (Nu, Вт). Она характеризуется энергией, которая передается жидкости в насосе.
  • Мощность на вале (Nw, Вт). Эта характеристика центробежных насосов определяет энергию, передаваемой на вал агрегата. Она меньше полезной из-за гидравлических потерь и трения рабочего колеса.
  • КПД оборудования (η,%). Коэффициент представляет собой соотношение полезной мощности и этого же показателя на вале.
  • Номинальное давление (PN, атм.). Параметр определяет давление воды, при котором агрегат может постоянно работать.

Важнейшая универсальная характеристика центробежного насоса — зависимость напора центробежного устройства от его подачи при разном числе оборотов. Она создается во время проведения испытаний агрегатов в лабораторных условиях. Такое графическое отображение относится к основным документам конкретного насоса.

Центробежный насос: H Q характеристика

Универсальные рабочие характеристики насоса центробежного необходимы для определения числа оборотов, которое характеризуется максимальным КПД, то есть обеспечивает оптимальные параметры работы агрегатов.

Параллельно можно определить теоретические значения путем математических вычислений. Но невозможно точно оценить некоторые процессы, приводящие к потерям.

Они могут быть связаны с ударами на входе и выходе из рабочего колеса, вихреобразованием, гидравлическими потерями и т.д.). Поэтому теоретическая характеристика центробежного насоса и действительная могут различаться.

Параметры центробежного насоса: характеристики из каталога Calpeda, для модели NMD 25/190C/A

При работе насоса может возникнуть кавитация. Она объясняется следующим образом: если на каком-либо участке давление падает ниже давления насыщения, происходит образование мелких пузырьков с паром. Жидкость с паровыми пузырьками перемещается в область высокого давления. Пузыри начинают лопаться, возникает ударная волна, приводящая к разрушению деталей агрегата.

Чтобы этого не случилось, необходим кавитационный запас — превышение давления на входе в рабочее колесо над давлением насыщенных паров. Эта характеристика относится к одной из наиболее важных у центробежных насосов.

Рекомендации по подбору насоса для бытового водоснабжения

Важно! Проводя выбор центробежного устройства необходимо учитывать влияние на его стабильность и надежность некоторых факторов. К ним относятся: характеристики воды (жесткость, наличие примесей), возможность перепадов напряжения в сети, температурные показатели региона и т.д.

Не последнее значение при проектировании сети водоснабжения имеет производитель оборудования. Так как установленные агрегаты должны иметь адаптацию для работы в определенных условиях.

Аппарат Karcher SP 3 Dirt, перекачивающий грязную воду

Краткая инструкция по выбору агрегата:

  • Рассчитывается потребление всех имеющихся устройств отбора воды, определяется периодичность работы насоса.
  • Анализируются глубина источника жидкости, место размещения насоса.
  • Проводится расчет высоты подачи воды (для многоэтажных строений).
  • Определяется дебет источника воды.

Стандартная суточная потребность в воде составляет: 95…250 л на одного человека (в соответствии с СНиП 2.04.01-85*) и до 600 л на 1 сотку территории (для полива участка). К этим цифрам необходимо прибавить потребление воды бытовой техникой (стиральными, посудомоечными машинами и т.д.).

Для расчета производительности насоса необходимо к общему суточному расходу прибавить 10%, чтобы быть уверенным, что воды хватит на все. Но важно иметь уверенность, что воды в имеющемся источнике хватит для обеспечения всех нужд и нормальной работы насоса.

Рассчитать требуемый напор воды можно, сложив глубину колодца, уровень нахождения наиболее высокорасположенного потребителя, длину трубопровода и напор в кране, который должен составлять 15…20 метров.

Важно! При расчете напора необходимо учитывать, что каждые 10 м трубопровода, который соединяет рабочую камеру с краном, расположенного горизонтально, соотносятся с 1 метром напора (этот показатель может варьироваться в зависимости от диаметра трубы).

Популярные марки насосов для бытового использования, их параметры

Насосы центробежные: технические характеристики различных моделей:

Центробежный агрегат ДЖИЛЕКС Водомет 150/45 А,

Марка, тип Потребляемая мощность, кВт Производительность, м3/ч Напор, м Цена, руб. Фото
ДЖИЛЕКС Водомет 150/45 А, погружной, вертикальный 1,4 9 45 8400 -10500
Grundfos SQ 3-80, погружной, для скважин 2,3 3,5 110 51000 -59300

Скважинный насос Grundfos SQ 3-80

DAB DP 102 M, поверхностный 0,79 1,77 27 13200 — 15800

Поверхностный насос DAB DP 102 M

HAMMER NAC800Р, поверхностный, одноступенчатый 0,8 3,6 40 3000

Садовый агрегат HAMMER NAC800Р

Водолей У 0.5-40 м, погружно 1 1,8 60 10500 -11400

Погружная модель Водолей У 0.5-40м

При проведении анализа представленных на рынке моделей необходимо изучить имеющиеся у центробежного насоса характеристики, отзывы по эксплуатации оборудования, сделать анализ цен на него у поставщиков. Этот тип агрегатов относится к наиболее простым и функциональным. Правильно подобрав параметры оборудования, можно устроить надежную и долговечную систему водоснабжения.

Источник

Техническое оборудование © 2021
Внимание! Информация, опубликованная на сайте, носит исключительно ознакомительный характер и не является рекомендацией к применению.