Как закачать воду из скважины центробежным насосом: Почему не качает насос из скважины?
Использование центробежного насоса для воды
При отсутствии центрального водоснабжения в усадьбе, загородном коттедже или на дачном участке на первый план выходит задача обеспечения водой как питьевой, так и для полива зелёных насаждений.
Но если вблизи имеется источник воды, будь то скважина, колодец или озеро, то задача в конечном итоге сводится к выбору насоса.
Содержание
1 Характерные отличия
2 Устройство
3 Классификация
4 Типы конструкции
5 Выбор
6 Ремонт и устранение неисправностей
Характерные отличия
Если сравнивать по критерию цена – технические характеристики, то центробежным насосам нет равных.
Эти надёжные и мощные агрегаты превосходят насосы других типов конструкций в своём ценовом диапазоне.
Насосы, работающие по центробежному принципу, применяются не только в быту, но и в разных отраслях промышленности. От бытовых насосов их, прежде всего, отличает высокая производительность. Кроме того, накладывает отпечаток сфера применения и специфика работы промышленных агрегатов.
Так применение центробежных насосов в судостроении предполагает работу агрегатов в агрессивной морской среде в широком интервале температур. А значит материалы, используемые в производстве таких насосов, должны обладать повышенной коррозионной стойкостью.
Поэтому насосы для перекачки морской воды, вне зависимости от размеров, выполняются целиком из материалов, стойких к солёной воде, таких как, например, бронза или нержавеющая сталь.
Устройство
Схема устройства центробежного насоса. (Для увеличения нажмите)В корпусе агрегата, зачастую выполненного в виде спирали, находится вал. Колесо с лопастями жёстко закреплено на валу.
Патрубки, прикреплённые к корпусу, ведут к трубопроводам – всасывающему и напорному.
Все центробежные насосы объединены единым принципом работы, давшим название этому классу агрегатов.
Как только корпус насоса заполнится водой и, благодаря электрическому двигателю, запустится рабочее колесо центробежного насоса, оно, разгоняясь, отбросит находящуюся между лопастями жидкость к краям камеры. Это действие приводит к повышению давления по краям (на периферии) камеры, в то время, как в её центральной части образуется разреженное пространство (вакуум).
В одно и то же время вода всасывается и выталкивается насосом под давлением в напорный трубопровод. Колесо непрерывно вращается – насос перекачивает воду.
Классификация
Классификация центробежных насосов проводится сразу по нескольким параметрам.
Различают:
- типы конструкции: поверхностные, погружные (в том числе глубинные) и полупогружные;
- по количеству ступеней — одноступенчатые и многоступенчатые;
- по давлению среды;
- по функциональному назначению (водопроводные, канализационные, пожарные и другие).
Иногда классифицируют ещё целый ряд признаков (конструктивных особенностей), но в большинстве случаев этого достаточно.
Типы конструкции
Поверхностный центробежный насосКак следует из названия, поверхностные модели находятся на земле, вода в них из скважины поступает по шлангу.
Эксплуатация такого оборудования проста, средний насос качает воду с глубины 10–12 м на высоту около 30 м.
Погружные центробежные насосы имеют форму цилиндра. Их устанавливают непосредственно в скважине под водой. Если вода залегает ниже 20 м, то рассматривать надо именно погружной тип агрегата. В свою очередь этот тип насосов принято делить на стандартные и глубинные.
Замечание специалиста: до глубины в 50 метров будет достаточно стандартного погружного насоса. А вот если уровень забора воды находится гораздо ниже, то – это работа для глубинного погружного насоса.
Одноступенчатый центробежный насосПолупогружные модели – «гибридные» модели, у которых рабочая камера со всасывающей частью находится под водой, а двигатель расположен над водой. Не получили широкого распространения.Одноступенчатыми называют насосы с одним, обычно большим, рабочим колесом. Такая схема сейчас используется только в поверхностных насосах.
В многоступенчатых центробежных насосах для воды и других жидкостей на одной оси может быть до семи колёс: чем больше число одновременно вращающихся колёс, тем лучше работа двигателя.
Центробежные насосы среднего давления находятся в диапазоне 0,2–0,6 МПа, в диапазонах ниже и выше данных значений – расположились соответственно насосы низкого и высокого давления.
Выбор
Бытовой центробежный насосРасчёт позволяет определить необходимую производительность агрегата, с учётом его напора и продуктивности.
При этом стоит обращать внимание на насосы, имеющие высокий КПД.
Для системы бытового водоснабжения, с переменным расходом воды, не стоит искать насос с сильным напором. В быту уместнее иметь широкий диапазон подачи воды, а напор вполне может быть умеренным.
Ремонт и устранение неисправностей
Центробежный насос – очень надёжный агрегат, но он очень чувствителен к работе «на сухую».
Никогда не запускайте электрический двигатель, если насос не заполнен водой!
Несколько минут работы без воды – прямой путь к перегреву прибора. А это почти наверняка приведёт к обращению в сервисную службу.
Все остальные неисправности, как правило, связаны с засором шланга, клапана, выхода из строя сальников, ослаблением резьбовых соединений и т. д. Устранение таких неисправностей не требует специальных навыков и вполне под силу домашнему мастеру.
Центробежный насос с префильтромВо избежание дальнейших засоров помните, что скважину необходимо периодически прокачивать, а на насос желательно установить сетчатый фильтр, предохраняющий от песка и прочих загрязнений.
Центробежный насос может работать только при полном отсутствии воздуха в перекачиваемой жидкости.
Если нарушается герметичность и вместе с водой в систему попадает воздух, то насос может самопроизвольно останавливаться. При восстановлении герметичности, будь то замена сальников или лопнувшего шланга, работоспособность агрегата восстановится.
Смотрите видео, в котором пользователь показывает процесс запуска и возможности центробежного насоса для воды на даче:
- Автор: DmitriiG
- Распечатать
Оцените статью:
(2 голоса, среднее: 3 из 5)
Поделитесь с друзьями!
Решаем проблему запуска насоса.
| САН САМЫЧЗдравствуйте, уважаемые читатели «Сан Самыча». Многочисленные Ваши вопросы, связанные с первым пуском или пуском насосной станции после ремонта каких-либо элементов системы побудили меня к написанию данной статьи. Казалось бы, в теории все просто: залили насос через заливное отверстие водой, завинтили и обжали пробку, включили вилку в розетку. Насос должен удовлетворенно заурчать, поднимая давление в системе до заданного, и после щелчка реле давления отключиться.
Но на практике, почему-то так не получается. Обычно, после включения насоса, стрелка манометра подпрыгивает до отметки в 1,0 бар, после чего медленно скатывается до 0,8, а иногда и до 0,5 бар, где беспомощно застывает. Из крана на напорной трубе вместе с водой шумно вырывается воздух, и, вырвавшись, затихает. Все затихает: ни воды, ни воздуха – ничего, лишь насос продолжает исступленно подвывать, сорвавшись на холостой ход. Вы лихорадочно выдергиваете вилку из розетки и пытаетесь сообразить, что Вы сделали не так. Снова откручиваете пробку, снова заливаете, закручиваете, включаете… Но в результате ничего не меняется.
Давайте разбираться…
Почему насос «срывает»?Насосы для бытовых насосных станций, хоть и называются «самовсасывающими», но сами они ничего всасать не могут. Этого не позволяет сделать огромная разница в плотности воды и воздуха. А насосы рассчитаны на перекачивание воды, и никак не воздуха. Поэтому прежде чем включить насос, его необходимо заполнить водой, и вместе с ним – всасывающий трубопровод, каким бы длинным он не был. И только в воде лопасти рабочего колеса насоса, вращаясь, создают избыточное давление по внутреннему периметру корпуса и разрежение в его центре.
Но если в насос, уже после его пуска, попадет воздух, то, во-первых, лопасти сразу же взобьют «смертельный» для насоса коктейль из воды и воздуха и, во-вторых, общая плотность воды с воздухом тут же значительно изменится (это зависит от количества попавшего в насос воздуха), изменяя и перепад давления внутри насоса. Соответственно, всасывающая сила уменьшится так же, как и центробежная (ни всасать, ни выплюнуть) из-за уменьшения плотности «коктейля».
Кроме того, «масла в огонь подливает» и эффект кавитации, образование воздушных каверн за быстродвижущимися лопастями рабочего колеса, уменьшая и без того не очень большую плотность «коктейля». И чем ниже первоначальная плотность «коктейля», тем в большей степени проявляется эффект кавитации, и тем меньше создаваемое насосом давление на напоре.
«Откуда воздух?», — спросите Вы, — «Если все новое, соединения обжаты, насос залит по «самую маковку», воды в колодце или скважине более чем достаточно». Проблема в том, что для образования «коктейля» много воздуха и не нужно. Рабочая зона в корпусе бытового насоса довольно мала, соответственно даже небольшой пузырек всплывшего из всасывающей трубы воздуха может изменить плотность воды в рабочей зоне.
Откуда могут взяться эти пузырьки? Из неровностей всасывающей трубы, положенной и закопанной в грунте. Из неплотного соединения всаса непосредственно к насосу. Из незаметных глазу пазух переходных фитингов. Даже из внутреннего эжектора самого насоса и его рабочего колеса, где мелкие пузырьки могли остаться из-за шероховатостей внутренней поверхности материала. Я могу и дальше продолжать, но нужно ли? Это нормально, это неизбежно.
Вопрос нужно ставить по-другому: Как уменьшить влияние оставшегося на всасе и в насосе воздуха, чтобы система нормально заработала? И каверзный вопрос: Почему при уже работающей системе это влияние почти не проявляется, и даже если проявляется, исправляется само, автоматически? Ответив на второй вопрос, мы сможем найти решение для первого.
Ответ на второй вопрос кроется в нормальных условиях работы насосной станции. А нормальным режимом работы насосной станции является работа под давлением, ведь даже при пониженных параметрах, реле давления включает насос не при нулевом значении давления в системе. И если напорный трубопровод уже заполнен водой и есть минимальный перепад по высоте между насосом и потребителями (а он, как правило, есть, редко, кто ставит насосную станцию на чердаке), то даже если на манометре «ноль», минимальное давление все равно присутствует. Кроме того, если насос уже запустился и смог, хотя бы однажды, поднять давление в системе, то он уже смог выгнать лишний воздух, по крайней мере из корпуса.
И еще один момент. Как мы все знаем, вода – вещество не сжимаемое, и её объем мало зависит от давления. А вот объем воздуха очень сильно зависит от давления окружающей среды, и первоначальное разрежение на всасе насоса превращает небольшой пузырек воздуха в монстра, который способен на много уменьшить общую плотность водо-воздушного коктейля в корпусе насоса. Соответственно, подняв любым способом, хотя бы на немного, первоначальное давление во всасывающей трубе, мы увеличиваем плотность коктейля, и, тем самым, уменьшаем вероятность срыва насоса.
Резонный вопрос: «А как же кавитация?». А кавитация никуда не делась, но, опять же, объем воздушных каверн зависит от давления в корпусе насоса, а дальше… смотрите предыдущий абзац.
Еще один частый вопрос, связанный с этой темой: «Почему новый насос запускается легче, чем уже проработавший в составе насосной станции энное количество времени? Ведь до этого было все нормально, насос не трогали, поменяли лишь обратный клапан (гидроаккумулятор, реле давления и т. д.)». Да потому что он новый, его еще «не ел песочек», еще не было небольших деформаций внутренних пластиковых стенок из-за перегрева, еще не было работы электродвигателя на пределе возможного, подшипники и сальники еще не изношены и прочее, и прочее. Как бы ни был хорош насос, со временем, все равно происходит износ его рабочих элементов, и его характеристики начинают уменьшаться. Просто у хороших и дорогих насосов это происходит немного позже.
Итак, вывод из всего предыдущего: нужно каким-то образом поднять давление во всасывающей трубе, и не допустить его падение при пуске насоса и в ближайшее после пуска время, до тех пор, пока насос сам не сможет создать устойчивый рост избыточного давления в системе.
Как это сделать? Как обычно, предлагаю на Ваш суд несколько решений.
Работа внутреннего эжектора центробежного насоса.На самом деле, даже производители насосов знакомы с этой проблемой. Иначе зачем, по-вашему, нужны насосы с внутренним, уже встроенным в насос, эжектором. Другое дело, что эжектор этот – далек от идеального из-за ограничения в габаритах и не всегда бывает эффективен. Хотя задумка правильная.
Вода из нижней части рабочей камеры насоса, там, где меньше вероятность появления воздуха, подается снова на всас насоса, тем самым повышая давление на всасе. Кроме того, сам всас насоса немного приподнят относительно центра насоса, где и расположен реальный вход в рабочую камеру, создавая небольшой гидравлический подпор (смешно, сантиметров 10) и действуя в качестве гидрозатвора, который отводит попадающий воздух в верхнюю часть всаса. Проблема только в том, что плотность «коктейля» настолько мала, что этих мер недостаточно.
При этом на работу эжектора тратится часть мощности электродвигателя, уменьшая напор и производительность насоса. Но производитель идет на эти жертвы ради устойчивой работы насоса и легкого его пуска.
Владельцы вихревых насосов лишены даже этой малости, зато их насосы обладают большим напором и расходом при, относительно, небольшой мощности электродвигателя.
Поможем насосу запуститься. Заливная воронка на всасе.Классическим решением данной проблемы является отдельная заливная трубка с воронкой, подсоединенная через тройник ко всасу насоса. Преимущество такого решения в его простоте и эффективности.
Заполняя воронку водой, мы, тем самым, на немного (1 метр = 0,1 бар) повышаем первоначальное давление на всасе. И все бы было прекрасно, если бы мы могли поддерживать высокий уровень воды в воронке постоянно, пока насос не «подхватит». Но это не всегда возможно. Можно заменить маловместительную воронку на бутыль или канистру, но где гарантия, что их объема точно хватит для пуска насоса.
Кстати, переместив кран на заливной трубке повыше от тройника, мы устраиваем ловушку для воздуха, приходящего к насосу по всасывающей трубе. К сожалению, только для этой его части. Подсосы воздуха непосредственно на насосе, воздух, появившийся в результате кавитации и оставшийся в насосе, мы устранить не сможем.
Гидрозатвор на всасе.Теми же недостатками обладает устройство гидрозатвора на всасе насоса. Но у него есть преимущества по сравнению с обычной заливной воронкой. Если всасывающий трубопровод действительно герметичен, то залить его нужно будет всего один раз, а дальше атмосферное давление само будет заполнять эту емкость, отделяя воздух от воды. Высота гидравлического подпора в этом случае зависит от высоты размещения самого гидрозатвора.
Важным преимуществом такого решения является возможность разместить обратный клапан системы на всасывающей трубе уже после гидрозатвора, т.е. непосредственно перед насосом. Многие читатели спрашивали об этом, не желая откапывать на морозе кессон скважины или лезть в колодец. Я их понимаю.
Ну, и небольшая «ложка дегтя». Высоту подъема воды на всасе, при таком размещении обратного клапана, нужно рассчитывать по высоте входа трубы в гидрозатвор, а не по высоте насоса. И если у Вас насос уже на пределе всасывающих возможностей, то этот вариант Вам не подойдет.
Еще есть некоторые тонкости при использовании такого устройства, но эта тема для отдельной статьи, если Вам будет интересно. И так этот рассказ получается довольно длинным, поэтому я продолжу в следующий раз.
В следующий раз я расскажу еще о нескольких способах облегчить «первый» пуск насоса. Да-да, не об одном, не двух, а о нескольких, в том числе и об универсальном, подходящем, по моему мнению, практически для любого насоса. Надеюсь, Вы сможете выбрать наиболее подходящий для Вас.
За сим, откланиваюсь, уважаемые читатели «Сан Самыча», надеюсь не надолго.
ПРОДОЛЖЕНИЕ.
Как увеличить глубину всасывания насоса.
Доброго времени суток, уважаемые читатели «Сан Самыча». Частой проблемой при проектировании и эксплуатации системы водоснабжения дома на основе поверхностного насоса бывает проблема подачи воды на всас насоса. Чисто теоретически, атмосферное давление позволяет поднимать воду с глубины до 9 метров, практически, насосы способны поднять её с глубины до 7 метров, с небольшой потерей напора. Уверенный же подъем воды насосы могут обеспечить с глубины метров пять.
Как порой не хватает этих метров. Попробуем решить эту задачу. Как всегда, я предлагаю несколько решений, из которых вы сможете выбрать наиболее вам подходящее.
«Если гора не идет к Магомету…»Наиболее простым, но, отнюдь, не легким решением будет двигаться навстречу воде. Т.е. если у вас колодец, то насос можно разместить на площадке, сооруженной внутри колодца, или на площадке, плавающей по поверхности воды.
Еще, как вариант, можно выкопать и обустроить кессон рядом с колодцем или скважиной, глубиной в недостающие метры. Правда, глубже трех-четырех метров, мне кажется копать не стоит. Будут трудности с доступностью при обслуживании и осмотре насоса. Естественно, просто необходима утепленная крышка кессона, чтобы холодный воздух зимой туда не проникал. Заодно, решается проблема тепло- и звукоизоляции насоса.
Мне кажется, это решение многим приходило в голову. Но почему-то немногие могут догадаться использовать уже готовое подземное помещение, подвал собственного дома, для этой же цели. Может этих двух метров как раз и хватит, чтобы приблизить насос к зеркалу воды в колодце или скважине. И совсем необязательно копать под трубу траншею, равную по глубине подвалу, достаточно углубиться ниже границы промерзания, чтобы вода во всасывающей трубе гарантированно не замерзла. Остальное доделает за вас все то же атмосферное давление, если, конечно, расстояние от дома до колодца сравнительно не велико (как правило, до 5 метров). Главное, что вы приблизились к воде по вертикали, а на горизонтальном участке действуют лишь силы сопротивления трубопровода, которые можно уменьшить, увеличив диаметр трубы и проложив более гладкую: пластиковую (ПНД) или металлопластиковую (МП).
Насос поможет себе сам.Помочь атмосферному давлению поднять воду к насосу может сам насос с помощью устройства, которое называется эжектор. По сути, мы просто часть воды с напора насоса загоняем во всасывающую трубу, восполняя тем самым недостающее давление в ней. Но чтобы эта потеря напора была более эффективна, эжектор имеет специальную конструкцию, которая напоминает всем известную насадку пылесоса для побелки стен и потолков. За счет сужения вода от напора насоса ускоряется и увлекает за собой воду, идущую от источника на всас насоса.
Самодельный эжектор и схема его подключения.
Насосные станции с эжектором мощнее обычных, т.к. часть энергии тратится на рециркуляцию воды. Кстати, очень рекомендую поставить на эту линию отдельный кран, которым вы сможете регулировать степень рециркуляции. Не всегда нужна полная рециркуляция, а вот лишнее давление на напоре не помешает. Если у вас есть возможность пожертвовать давлением на напоре насоса, то эжектор можно поставить на любую станцию. Мало того, элементарный эжектор легко можно собрать самому из любого подходящего по диаметру тройника. Большой эффективностью он отличаться не будет, но подтянуть воду на несколько метров он сможет.
Насосный тандем.Конечно, лучше и проще использовать один насос, но иногда хорошим решением бывает использование двух не очень мощных насосов вместо одного. Очень часто я встречаю тандемную схему с погружным и поверхностным насосом. Погружной опускается в скважину или колодец и подает воду на всас поверхностного насоса, на базе которого организована насосная станция. Ни один из этих насосов самостоятельно бы не справился с водоснабжением, а вместе они поддерживают хорошее давление в системе.
Система из двух поверхностных насосов тоже имеет право на жизнь. Тем более стоит подумать об этом, если один насос уже есть в наличии.
Здесь следует отметить некоторые нюансы таких схем.
- Включение обоих насосов синхронизируют, подключая их параллельно к реле давления станции.
- Расход воды подающего насоса желателен не меньше расхода напорного, иначе снижается эффективность связки.
- Защиту по сухому ходу придется ставить либо на каждый насос в отдельности, либо одну – на общее питание насосной станции, т.
Еще один интересный и довольно необычный способ решения проблемы, который вряд ли подойдет владельцам колодцев, но для владельцев скважин может стать одним из вариантов. Правда, для этого придется загерметизировать верх обсадной трубы скважины, и … накачать её с помощью компрессора.
Действительно, поднимая давление внутри объема скважины, вы, тем самым, выталкиваете воду наверх по отводящей трубе. И если компрессор довольно мощный, можно вообще обойтись без насоса, что может спасти тех, у кого вода в скважине представляет собой насыщенную песком взвесь, противопоказанную для любых насосов. Или, как вариант, использовать компрессор в паре с насосом. Однако стоит учитывать, что давление в скважине толкает воду как вверх, так и вниз, загоняя её обратно в водоносный слой. И использовать такой способ доставания воды нужно с учетом особенностей Вашей скважины (глубина залегания воды, дебет скважины) и особенностей геологии на Вашем участке.
Вот только, уж больно шумная это машина, нужна ну очень хорошая звукоизоляция, чтобы не слышать назойливой трескотни компрессора.
Не претендуя на истину в последней инстанции, могу предложить идеи объединения всех или некоторых способов решения «проблемы всаса». Ничто ведь не мешает сделать кессон для эжекторной станции, повысив тем самым её эффективность и уменьшив потерю давления на напоре.
Также можно использовать малопроизводительный вибрационный насос в тандеме с насосной станцией, добавив в схему эжектор. Вибрационный насос в этом случае подает воду на эжектор, восполняя недостаток давления. А насосная станция берет воду и через насос, и через эжектор, обеспечивая и хороший напор и приличный расход воды.
Вобщем, не бойтесь комбинировать, господа. Один из читателей написал, что решения должны быть индивидуальные. Но я не даю вам готовых решений, уважаемые читатели, и не ставлю перед собой таких целей. Моя задача скромнее: предложить вам идеи, пути, из которых каждый из вас сможет выбрать и найти способ решения своей сугубо индивидуальной проблемы. Знать и уметь все – невозможно. Но тем и хороши идеи, что поделившись ими, люди становятся только богаче. До новых встреч на страницах блога «Сан Самыч», уважаемые читатели.
Скважинные и колодезные центробежные насосы для водоснабжения в промышленности
Центробежные скважинные (колодезные) насосы являются основой системы водоснабжения в промышленности. В подавляющем большинстве отраслей промышленности вода используется в технологических процессах производства. Требования к количеству и качеству используемой в технологическом процессе воды определяются характером и параметрами технологического процесса. Выполнение этих требований системой водоснабжения обеспечивает нормальную работу предприятия и надлежащее качество выпускаемой продукции. SAER Elettropompe – ведущий итальянский производитель погружных центробежных насосов, обеспечивающих выполнение комплекса функций по водоснабжению, отоплению, водоотведению и пожаротушению на промышленных объектах.
Наиболее широкое применение в промышленности нашли погружные центробежные насосы для воды. Кроме воды для технологических нужд, на каждом предприятии требуется вода для хозяйственных и питьевых нужд персонала, а также для целей пожаротушения. Неудовлетворительные параметры воды и системы водоснабжения могут привести не только к ухудшению качества продукции или удорожанию производства, но и в ряде случаев к порче оборудования и даже к опасным авариям.
Выбор центробежного насоса производится в соответствии с требованиями к основным характеристикам: подача (производительность), напор, температура жидкости, высота всасывания, мощность двигателя. Центробежные колодезные насосы компании Saer можно использовать для подъема воды из колодцев и неглубоких скважин. Действие центробежных колодезных насосов основано на увлечении перекачиваемого вещества струей пара, газа или жидкости, благодаря чему они прекрасно всасывают воду с большим содержанием воздуха. Центробежные колодезные насосы Saer применяются и для откачивания дренажных стоков из приямков. По мнению специалистов, для водоснабжения промышленных объектов эти насосы оптимальны. Необходимым условием эксплуатации центробежных колодезных насосов является отсутствие в воде абразивных и волокнистых включений — в противном случае оборудование может выйти из строя. В качестве примера насосов, использующихся для подачи воды из колодцев и различных водоемов, можно привести центробежные насосы Saer серии MBS и MBSH.
Центробежные колодезные насосы в отличие от скважинных имеют внутреннюю рубашку охлаждения двигателя, что увеличивает их диаметр, и поэтому они могут быть помещены только в колодец или скважину большого диаметра. Центробежные колодезные насосы Saer отличаются большей производительностью и меньшей стоимостью при тех же значениях потребляемой мощности и напоре, что и у скважинных насосов.
Если есть возможность пробурить скважину, то необходимо будет приобрести центробежный скважинный насос. Они отличаются повышенной мощностью, компактностью, большим потенциальным объемом перекачиваемой воды. Отличие центробежных скважинных насосов от обычных наружных насосов заключается в методике монтажа — устройство находится непосредственно в скважине, откуда и качается вода. Центробежные насосы Saer серии NR и S производят из нержавеющей стали или композита, для них характерны небольшие размеры, позволяющие находиться в тесном подземном пространстве. В скважинных насосах часто предусмотрена защита от работы всухую, многие модели не боятся воды с песком и отличаются высоким КПД.
SAER является мировым лидером в производстве скважинных электронасосов и электродвигателей к ним, мощностью от 0,37 кВт до 300 кВт, диаметром 4-6-8-10-12 дюймов. Помимо этого, SAER производит погружные электродвигатели к скважинным насосам. SAER является производителем погружных скважинных электродвигателей мощностью от 0,37кВт до 300кВт, диаметром от 4” до 12”.
Охлаждение двигателя центробежного скважинного насоса обеспечивается потоком поднимаемой воды, поэтому для них существуют минимально допустимые нормы скорости движения воды. Этот факт также объясняет, почему диаметр скважины не должен быть намного больше диаметра насоса.
Помимо прочих достоинств, центробежные водяные насосы для скважин довольно просты и удобны в монтаже и эксплуатации. Сначала необходимо очистить скважину, откачивая воду специальным откачным насосом до тех пор, пока скважина не будет полностью очищена от песка и иных включений. Затем нужно опустить новый насос в скважину при помощи троса, закрепив трос посредством зажимов в верхней части колодца. После этого устанавливается пускозащитное устройство и производится настройка. Если в центробежный погружной насос не встроен обратный клапан, нужно установить его сразу после насоса во избежание «движения» воды назад. Затем следует отрегулировать давление в напорном баке, оно должно составлять 0,9 от давления выключения. После чего можно запустить центробежный насос, следя за тем, чтобы поступающая вода была чистой. Конечно, лучше доверить все эти действия специалисту – ведь добросовестная организация не только грамотно подберет и установит скважинный насос, но и возьмет его на гарантийное обслуживание.
Центробежные насосы в настоящее время в области средних и крупных подач для промышленности совершенно вытеснили собой остальные виды насосов. Современные крупные города, промышленные комбинаты, ирригационные сооружения, доки требуют громадных, исчисляемых миллионами кубических метров, масс воды. В этих случаях центробежные скважинные и погружные насосы Saer являются оптимальным решением.
Пресс-центр «Кронштадт»
Поверхностный насос для скважины
Содержание
- Как устроен поверхностный водяной насос для скважины
- Какой поверхностный насос выбрать для скважины
- Преимущества и недостатки вихревых и центробежных насосов
- Какой вариант поверхностного насоса подойдет для скважины
- Особенности выбора модели поверхностного водяного насоса
- Заключение
Несмотря на серьезные преимущества погружных насосов для скважины, большое количество владельцев водоносных скважинных заборов обращает свои взоры на поверхностные насосы. Их легче обслуживать и регулировать, при неполадках или выходе из строя можно оперативно выполнить замену агрегата или его ремонт. В этом случае вес устройства и его габариты как бы не имеют особого значения, так как сам агрегат находится на поверхности в довольно комфортных условиях по сравнению с погружными устройствами.
Как устроен поверхностный водяной насос для скважины
На сегодня в подавляющем большинстве для организации водоснабжения в частном доме используют выносное отделение – кессон, в котором, собственно, и устанавливается водозаборная арматура, автоматика управления и сам поверхностный насос для скважины. Практически все модели поверхностных агрегатов на скважине используют асинхронный электродвигатель и комплектуются одним из вариантов насосного узла:
- Мощный и высоконапорный вихревой насос. Для создания давления воды используется насаженное на вал мотора рабочее колесо с многочисленными лопатками, расположенными по окружности диска и создающими мощные завихрения жидкости в камере;
- Классический центробежный насос. Как и в предыдущем случае, для создания напора воды применяется вращающееся колесо с лопатками, установленными на боковой поверхности диска. В этом случае давление создается за счет центробежных сил вращающегося потока воды в кольцевой камере.
Если всасывающий входной патрубок на корпусе насосного агрегата находится точно по центру рабочей камеры — перед вами центробежный насос. Если вход смещен к периферии корпуса, чаще всего вверх, это, наверняка, вихревой тип поверхностного насоса.
Какой поверхностный насос выбрать для скважины
Каждый из приведенных вариантов имеет свои преимущества и недостатки, которые необходимо знать и учитывать при выборе. Прежде всего, необходимо определиться с условиями работы насосного оборудования. Для дачи, на которой бывают раз-два в неделю, или для частного дома, где вопрос нормального водоснабжения стоит круглосуточно, нужен немного разный подход. Для дачи, наверное, более удачным вариантом будет небольшой поверхностный вихревой насос, а для дома, скорее всего, больше подойдет центробежный.
Преимущества и недостатки вихревых и центробежных насосов
Оба варианта используют принцип вращения колеса с лопатками в камере, заполненной водой, но, при всей схожести, небольшое отличие в конструкции на практике может сказаться самым неожиданным образом:
- Поверхностные насосы,и вихревой, и центробежный, уверенно поднимают воду из скважины глубиной до 8 м. Но при этом вихревой вариант выдаст больший напор, чем центробежный, а значит, при поливе грядок на даче давления воды хватит, чтобы достать до самых удаленных уголков участка. Вихревой агрегат еще называют насосом пожарного;
- Врожденный порок конструкции вихревой модели, из-за которого возникают огромные внутренние потери энергии, приводит к тому, что его эффективность ниже, чем у центробежного варианта, на 30-40%. Для небольшого количества воды это не имеет значения, нопри постоянном пользовании затраты электроэнергии вырастают очень заметно;
- Поверхностный центробежный насос неприхотлив к чистоте воды, с его помощью можно откачивать заиленную воду, или содержащую мелкие кусочки органического мусора. Вихревой вариант для таких работ явно не подходит.
Важно! К достоинствам вихревого поверхностного насоса можно отнести тот факт, что он является самовсасывающим. Чтобы агрегат начал качать воду, достаточно оставить рабочую камеру, заполненную водой не менее чем наполовину.
Это еще один плюс, увеличивающий мобильность агрегата.Для центробежных конструкций весь всасывающий тракт – патрубок и рабочую камеру перед пуском необходимо заполнять водой, а если обратный клапан на конце трубы работает неважно и плохо удерживает залитую жидкость, – запуск такого устройства может превратиться в сущую пытку.
Какой вариант поверхностного насоса подойдет для скважины
В продаже поверхностные вихревые насосы с любым типом привода стоят дешевле своего аналога с центробежным насосным узлом. Но это отнюдь не значит, что вихревой агрегат проще в изготовлении и ремонте. Улитка и корпус вихревой модели сложнее, а значит, о том, чтобы отремонтировать устройство в домашних условиях в случае появления трещины стенки или накола лопаток, не может быть и речи. Большинство деталей центробежного насосного агрегата легко отремонтировать, что называется, «на коленке», достаточно иметь сварочный аппарат и электрическое точило.
В некоторых случаях, особенно после бурения, для водяной скважины приходится выполнять «пробивку» — специальную процедуру вымывания мощным потоком воды под давлением грязи, мусора, ила, камней и подобных включений, ухудшающих водоотдачу пласта. Воду, которую давлением выдавливает из скважины, собирают, отстаивают и закачивают насосом под давлением повторно до тех пор, пока большая часть загрязнений не выйдет на поверхность. Понятно, что используемую воду можно, в лучшем случае, освободить от крупных фрагментов грязи. Фильтровать ее до чистой воды никто не будет – это дорого, да и не нужно, если вы будете использовать поверхностный центробежный насос. Для вихревого агрегата потребуется не меньше 10-12 часов отстаивания жидкости от песка и глины.
Еще одним недостатком вихревого варианта является его очень высокая чувствительность к абразивному износу. Если центробежное колесо даже при длительной работе на воде с песком или мелкими камушками не теряет расчетной производительности, то для вихревого насосного агрегата месяц работы на скважине с песком приведет к значительному уменьшению производительности и напора. Поэтому для скважин с большим количеством песка потребуется устанавливать дополнительные фильтры и центробежные уловители загрязнения и регулярно их чистить.
Особенности выбора модели поверхностного водяного насоса
Одной из причин, по которым выбирают поверхностный вариант водяного насоса, является отсутствие ограничений на размер асинхронного двигателя, что позволяет использовать на скважине любой из приглянувшихся вариантов. Кроме того, отсутствие прямого контакта воды изскважины с корпусом и электрическими узлами насосного агрегата значительно увеличивает надежность оборудования. Даже самая эффективная гидроизоляция и сальниковые уплотнения не способны обеспечить полную защиту от просачивания воды. Поэтому поверхностный насос хорошего качества способен служить на скважине долгие годы.
Но «комфортные» условия работы на большом удалении от зеркала воды поверхностного насоса могут обернуться аварией. Если при запуске агрегата воды в рабочей камере будет недостаточно, и притока жидкости из скважины нет, начнется так называемый «сухой» режим работы. В этом случае двигатель, не встречая сопротивления от рабочего колеса, набирает максимальные обороты вращения. Как следствие, начинают гореть обмотка, подшипники и, самое главное, — сальниковые уплотнения вала. При последующих запусках подгоревшая резина сальника может не удержать давление воды, как результат, – влага попадает в обмотку и выводит мотор из строя.
Поэтому при выборе модели поверхностного насоса для скважины очень важно, чтобы агрегат был оборудован реле-индикатором, отключающим мотор при возникновении «сухого» вращения. Качественные работоспособные автоматы устанавливают обычно только на дорогих моделях насосов для скважины. При желании можно купить и оборудовать поверхностную насосную модель дополнительным автоматическим датчиком, но на практике дешевле купить готовый агрегат с автоматом, чем заниматься переоборудованием.
Существуют еще так называемые поплавковые автоматы, но их эффективность в большинстве случаев не всегда соответствует заявленной в рекламе.
Одним из наиболее эффективных способов предупредить возникновение сухого вращения является использование в скважине придонных эжекторов. Это устройство представляет собой дополнительную трубу, обычно не более дюйма в диаметре, которая соединяет вывод из гидроаккумулятора с полостью основной всасывающей трубы, находящейся чуть выше обратного клапана.
При запуске мотора давление воды по трубе эжектора эффективно выталкивает часть воды из скважины в рабочую камеру поверхностного насоса, тем самым предупреждает возможное появление «сухого» вращения.
Чаще всего такими устройствами оснащают поверхностные центробежные насосные модели на скважине, если глубина, на которой находится зеркало воды, является предельной для конкретной модели агрегата. Обычно эжектор устанавливают на глубинах от 10 до 15 м.
Заключение
Кроме перечисленного, неизменным атрибутом для поверхностного насосного агрегата является установка бака гидроаккумулятора, лучше, если баллон установлен в непосредственной близости к насосному узлу. В комплекте с качественной автоматикой и надлежащим обслуживанием насосный агрегат проработает с десяток лет, не меньше. Тем более,что ремонт поверхностной насосной модели обычно сводится к недорогой замене сальников и подшипников.
- Чистка дымохода своими руками
- Домашняя мини сауна в квартире своими руками
- Как высушить подвал и погреб от сырости
- Как вывести плесень в квартире
пошаговый монтаж, как опустить и установить насос
Комфортное проживание в частном доме зависит от множества факторов, и не последнюю роль здесь играет его водоснабжение. Если на участке уже есть скважина, то вопрос наполовину решен. Но для обеспечения полноценного водоснабжения потребуется подобрать подходящий насос, иначе получить воду из глубокого и узкого отверстия будет, мягко говоря, затруднительно, согласны?
На первый взгляд установка насоса в скважину кажется довольно сложной задачей. Здесь, как и в любом деле, есть ряд важных нюансов. Поэтому, прежде чем приступать к ее решению, стоит основательно подойти и изучению данного вопроса. Мы поможем вам разобраться в тонкостях монтажа насосного оборудования.
Полезные советы по монтажу поверхностных и погружных насосов изложены в данном материале. Также здесь приведены фото и видеоматериалы с советами экспертов, которые помогут лучше постичь тонкости монтажа.
Содержание статьи:
- Каким должен быть хороший насос?
- Подготовка сопутствующих монтажу материалов
- Правила установки поверхностного варианта
- Монтаж погружного насоса
- Шаг #1. Подготовка к монтажу оборудования
- Шаг #2. Погружение насоса в скважину
- Шаг #3. Определение точки работы насоса
- Несколько важных рекомендаций
- Выводы и полезное видео по теме
Каким должен быть хороший насос?
Сначала нужно выбрать и приобрести подходящий насос, а также ряд материалов, необходимых для его успешного монтажа. Насос обычно берут погружной, при этом очень желательно, чтобы он был центробежным.
В отличие от центробежных моделей, вызывают в скважине опасные колебания, которые могут привести к разрушению грунта и обсадной трубы. Особенно опасны такие модели для скважин “на песок”, которые менее устойчивы, чем артезианские аналоги.
Мощность насоса должна соответствовать производительности скважины. Кроме того, следует учесть глубину погружения, для которой рассчитан конкретный насос. Модель, предназначенная для работы на глубине 50 м, может подавать воду и с 60-метровой глубины, но насос вскоре сломается.
Погружной центробежный насос — оптимальный выбор для скважины. Следует соотнести его производительность, размеры и другие показатели с характеристиками собственного источника воды
Еще один фактор риска — уровень качества бурильных работ. Если бурила опытная бригада, скважина будет лучше переносить разрушающее воздействие. А для скважин, созданных своими руками или усилиями “шабашников”, рекомендуется использовать не просто центробежный насос, но специальные модели для скважин.
Такие устройства лучше переносят нагрузки, связанные с перекачиванием воды, обильно загрязненной песком, илом, частичками глины и т.п. Еще один важный момент — диаметр насоса. Он должен соответствовать размерам обсадной трубы. Важно учесть и особенности электропитания насоса. Для скважин используют как однофазные, так и трехфазные устройства.
Для четырехдюймовых труб найти технику проще, чем для трехдюймовых. Хорошо, если этот момент учтен еще на этапе планирования скважины. Чем больше будет расстояние от стен трубы до корпуса насоса, тем лучше. Если насос проходит в трубу с трудом, а не свободно, нужно поискать модель меньшего диаметра.
Подробнее про выбор насоса читайте в статье Как выбрать насос для скважины: рекомендации по выбору насосного оборудования.
Подготовка сопутствующих монтажу материалов
Застрявший в обсадной трубе насос может стать изрядной головной болью. А вытаскивать (как и опускать) его необходимо с помощью специального троса. Если насос уже укомплектован полимерным шнуром, необходимо убедиться в его высоком качестве и достаточной длине. Иногда разумнее приобрести этот элемент отдельно.
Считается, что надежный трос или шнур должен быть рассчитан на нагрузку, которая как минимум в пять раз превышает вес закрепленного на нем оборудования. Разумеется, он должен хорошо переносить воздействие влаги, поскольку часть его будет постоянно находиться в воде.
Если устройство подвешивают относительно неглубоко, менее чем в десяти метрах от поверхности, нужно позаботиться о дополнительной амортизации техники во время ее работы. Для этого используют кусок гибкой резины или медицинского жгута. Металлический трос или проволока для подвески не подходят, поскольку они не гасят вибрацию, но могут разрушить крепление.
Для электропитания насоса предназначен специальный электрокабель. Его длина должна быть достаточной, чтобы кабель лежал свободно и не был натянут.
Для подачи воды от насоса к домовому водопроводу используют специальные пластиковые трубы. Рекомендуются конструкции диаметром от 32 мм или больше. Иначе напор воды в системе будет недостаточным.
Для монтажа погружного насоса используют специальный кабель, который рассчитан на длительную работу под водой. Его сечение должно соответствовать техническим требованиям, указанным в паспорте изделия
Трубы можно использовать и металлические, и пластиковые. По поводу соединения металлических труб существуют разногласия. Некоторые специалисты возражают против резьбового соединения, как менее надежного. Рекомендуется использовать фланцы, причем болт должен находиться сверху, это предотвратит его случайное падение в скважину.
Но резьбовое соединение в скважинах применяется вполне успешно. При монтаже в обязательном порядке используется подмотка. Некоторые специалисты рекомендуют взять вместо привычной ФУМ-ленты или пакли льняное полотно или уплотнительную ленту “Tangit”. Льняную подмотку дополнительно укрепляют силиконовым герметиком или подобным материалом.
Характеристики водоподяющей трубы следует подбирать в соответствии с условиями ее работы. Для глубины до 50 метров используют трубы ПНД, рассчитанные на давление в 10 атм. Для глубины 50-80 м понадобятся трубы, способные работать под давлением 12,5 атм., а для более глубоких скважин используют трубы на 16 атм.
Помимо насоса, труб и шнура или троса перед тем, как установить , рекомендуется запастись следующими материалами:
- хомутами для закрепления электрического кабеля на трубе;
- обратным клапаном;
- манометром;
- запорным краном для водопроводной трубы;
- стальным узлом крепления;
- кабелем электропитания и т.п.
Перед присоединением трубы к насосу на его выходной патрубок следует прикрепить ниппельный переходник. Обычно современные погружные насосы комплектуются таким устройством, но если его нет, этот узел нужно купить отдельно.
Следует помнить, что для прокачки скважины непосредственно после бурения, т.е. для удаления из скважины большого количества очень грязной воды, такой насос использовать нельзя. Он быстро выйдет из строя. Обычно скважину прокачивают отдельным насосом, который и стоит дешевле, и при работе с грязной водой функционирует лучше.
Правила установки поверхностного варианта
Поверхностные насосы не часто используют для водоснабжения этого типа, поскольку они подходят только для неглубоких гидротехнических сооружений, глубиной до восьми метров.
И все же такой вариант имеет право на существование, а его монтаж не более сложен, чем установка погружного оборудования.
Поверхностные насосы проще в монтаже и дешевле, чем погружные модели, но они эффективны только для скважин глубиной до восьми метров
Монтируют устройство следующим образом:
- Поверхностный насос устанавливают в специальном кессоне или отдельном помещении.
- Шланг подходящей длины соединяют с всасывающим патрубком насоса.
- К другому концу шланга прикрепляют обратный клапан (защитная мера, предотвращающая слив воды по окончании работы насоса).
- На клапан устанавливают защитный сетчатый фильтр, препятствующий проникновению в корпус насоса различных загрязнений.
- Шланг опускают в скважину.
На этом установку можно считать законченной и сделать пробный пуск насоса. Для монтажа такого насоса в скважину нередко используют специальный адаптер. В этом случае шланг соединяют с адаптером, а адаптер присоединяют к насосу. В остальном порядок установки происходит точно так же.
Немного сложнее выполнить монтаж в скважину поверхностного насоса, снабженного выносным эжектором. В этом случае в скважину нужно опустить два шланга. Помимо всасывающего монтируют еще и напорный шланг. Его соединяют с боковым штуцером эжектора, используя специальный отвод.
Кроме и фильтра на конец всасывающего шланга необходимо также установить эжектор. Следует помнить, что поверхностные насосы очень чувствительны к загрязнениям в воде, подаваемой из скважины.
Монтаж погружного насоса
Погружные насосы устанавливают прямо в скважине. Для них, в отличие от поверхностных моделей, не нужно оборудовать кессон или отдельное помещение.
Сначала насос собирают и выполняют его, т. е. присоединяют к нему водоподающую трубу, электрокабель, шнур или трос и т.п. После этого насос опускают в скважину.
Шаг #1. Подготовка к монтажу оборудования
На патрубке насоса закрепляют обратный клапан, чтобы при его выключении вода оставалась в устройстве. Затем устанавливают специальный чашеобразный фильтр, предназначенный для фильтрации небольших частичек ила. За обратным клапаном устанавливают трубу или нагнетательный шланг.
На этом рисунке наглядно представлен монтаж погружного насоса в скважину, а также общая схема водоснабжения частного дома из скважины
Обратный клапан необходим, чтобы вода оставалась в водопроводной системе и после отключения насоса. Такая ситуация может привести к полной поломке оборудования. Чашеобразный фильтр защищает рабочую камеру насоса от заиливания.
Иногда обратный клапан уже предусмотрен производителем и является частью конструкции. В этом случае дополнительный клапан не понадобится.
Галерея изображений
Фото из
Подготовка насоса к установке в скважину
Узел соединения насоса с трубой
Соединения в пределах узла
Соединение узла подключения с насосом
Подсоединение узла к насосу
Крепление троса для удержания насоса
Дублирование соединений троса
Защита зажимов на тросах
В некоторых моделях для подачи воды рекомендуется использовать не пластиковые трубы, а специальный резиновый шланг. В любом случае, перед началом работ следует внимательно изучить технический паспорт изделия, а также инструкцию по его установке, приложенную производителем.
При монтаже водоподающей трубы важно проследить, чтобы она была по возможности очень ровной. Чем меньше препятствий для погружения конструкции в узкую обсадную трубу, тем лучше. Затем трубу присоединяют к соответствующему патрубку насоса.
Еще один важный момент — гидроизоляция всех соединений. В местах соединения электрокабеля помимо термоусадочных трубок дополнительно используют специальные муфты. Силовой кабель также нужно аккуратно расправить, выровнять и уложить вдоль водопроводной трубы.
После того, как водоподающая труба и кабель подключены, приступают к монтажу троса (шнура, каната), который будет удерживать устройство на нужной глубине. Трос из нержавейки продевают в предназначенные для этого проушины и закрепляют с помощью специального устройства. Затем трос так же выкладывают ровно рядом с кабелем и трубой.
Общая схема установки погружного насоса и подключения всех необходимых элементов к домовому водопроводу поможет лучше понять порядок выполнения монтажных работ
Теперь следует взять фиксирующие хомуты или специальные клипсы, и аккуратно соединить ими трос, электрический кабель и трубу. Соединение должно быть достаточно плотным, но не чрезмерно жестким. Если хомут пережмет эти конструкции слишком сильно, он может их повредить.
Шаг #2. Погружение насоса в скважину
Когда все конструкции соединены, подготовку можно считать законченной. Можно начинать установку насоса в скважину.
Сначала на обсадную трубу надевают специальную резиновую прокладку и устанавливают оголовок. Затем насос аккуратно пропускают в отверстие оголовка и начинают плавно опускать вниз.
Перед тем, как опустить в скважину, на его корпус можно надеть специальное защитное кольцо, чтобы не повредить стены обсадной трубы. Без этой меры можно и обойтись, но действовать придется крайне осторожно и аккуратно. Движение конструкции должно быть очень плавным, хотя ее вес не так уж мал.
Между стенками обсадной трубы и насосом остается очень маленькое пространство. Поэтому опускать погружной насос в скважину следует очень осторожно
Обычно этим занимаются как минимум три человека. Двое удерживают насос на весу, а третий постепенно отпускает трос.
Насос опускают очень медленно. Ни в коем случае не следует дергать устройство за трубу или силовой кабель. Если в процессе опускания конструкция встречает препятствия, следует действовать очень осторожно.
Нужно приостановить погружение насоса и сделать несколько аккуратных вращений в обе стороны. Обычно это помогает миновать сложный участок. В крайнем случае, если это не помогло, придется вынимать насос и проверять состояние обсадной трубы.
Такую проверку лучше всего выполнить еще до начала монтажа насоса. А в процессе работ нужно внимательно следить, чтобы в скважину случайно не попали посторонние предметы, которые могут помешать свободному продвижению агрегата. Просвет между стенами трубы и насосом настолько мал, что даже обычная гайка может создать массу проблем.
Насос нужно закрепить на правильной высоте, ниже динамического уровня, чтобы устройство всегда полностью находилось в воде. Но насос не должен быть расположен слишком близко ко дну . Это может привести к засасыванию насоса в ил или песок при заиливании или запесочивании скважины.
Нужно учесть и глубину, на которую рассчитана работа конкретной модели насоса. Обычные насосы, как правило, опускают на глубину -10 метров, эжекторные — на 15-20 метров, специальное оборудование рассчитано на 25-40 метров.
Обычно правильная глубина погружения насоса составляет примерно один-два метра от дна скважины, в зависимости от ее характеристик. Затем трос закрепляют на предназначенном для этого кронштейне. Обычно он расположен на внешней стороне скважинного оголовка.
Галерея изображений
Фото из
Шаг 1: Насос подключаем к водоподающему шлангу через патрубок с помощью резинового кольца (1). Трос, удерживающий насос в скважине, продеваем через проушины (2)
Шаг 2: В 20 см от патрубка насоса скрепляем силовой кабель и шланг изолентой (3). Подобные «сцепки» следует повторять через каждые 1 — 1,5 м
Шаг 3: Для того чтобы расположить насос в скважине правильно относительно дна и зеркала воды, отмечаем лентой проектную глубину на шланге
Шаг 4: Для того чтобы вибрационный насос дольше служил, рекомендовано корпус оснащать резиновыми кольцами. Они амортизируют вибрацию, быстро изнашиваются, их следует периодически менять
Установка погружного вибрационного насоса
Крепление электрокабеля к шлангу
Отметка на водоподающем шланге
Резиновые кольца на вибрационнике
Водоподающую трубу присоединяют к , например, к накопительному баку или к специальному адаптеру. Выполняют подключение электропитания и проверяют работу системы. В ходе установки защитного устройства следует правильно выбрать значение тока.
Если этот момент будет упущен, прибор может перегреться. В результате нередко происходит замыкание обмотки статора. Иногда наблюдаются скачки напряжения, подаваемого на двигатель, или оно постоянно остается слишком низким. Все эти ситуации чреваты скорой поломкой прибора, в ряде случаев насос придется просто полностью заменить.
Шаг #3. Определение точки работы насоса
Во время монтажа насоса необходимо выполнить еще один важный шаг — определить характеристики работы насоса при реальной нагрузке. Сведения, указанные в паспорте устройства, на деле могут оказаться очень далекими от ожидаемых. Необходимо измерить скорость заполнения конкретного объема, т.е. рассчитать расход воды за единицу времени.
Кроме того, следует с помощью манометра определить давление, которое создается в водопроводе при работе насоса. Понадобится измерить также потребление тока во время работы прибора. Для этого к нему присоединяют специальные токопроводящие щипцы.
Перед началом монтажа следует подробно изучить инструкцию и паспорт насоса, а по его окончании — установить точку работы устройства в реальных условиях
После того, как необходимые измерения выполнены, их следует сравнить с данными изготовителя, указанными в технической документации изделия. Если окажется, что реальные показатели превышают рекомендованные производителем, следует немного прикрыть задвижку насоса.
В результате будет создано дополнительное сопротивление, которое приведет параметры устройства в норму. Таким образом выверяют и устанавливают точку работы прибора при разных режимах его работы.
Несколько важных рекомендаций
Для соединения обратного клапана с водоподающей трубой используют специальный латунный фитинг. Соединение также должно иметь специальную забивную втулку. Эта мера предотвратит сжатие трубы в диаметре и компенсирует избыточное напряжение, созданное компрессионным фитингом.
Фитинг, как и все соединительные элементы, должен быть высокого качества, рассчитанный на повышенные нагрузки на растяжение. Иначе труба может просто выскочить из фитинга. Для соединения противоположного конца ПНД трубы с выходом на оголовке используют такой же компрессионный забивной фитинг, выполненный из латуни.
В продаже имеется специальный электрокабель для погружных насосов. Именно его необходимо использовать для присоединения к насосу. Замены на менее качественный материал недопустимы. Силовой кабель присоединяют к кабелю насоса путем пайки, скрутку в таком важном месте лучше не использовать. Место соединения закрывают термоусадочной муфтой.
Чтобы зафиксировать кабель и трос на водоподающей трубе, нужны пластиковые хомуты. Их устанавливают каждые 2-3 метра. Эта мера помогает избежать случайного запутывания кабеля во время опускания конструкции вниз. Вместо хомутов можно использовать изоленту.
Для крепления кабеля и троса к водоподающей трубе можно использовать хомуты из пластика. Специальный переходник позволит надежно соединить насос с трубой
Ради экономии специальный кабель используют только на том участке, где он будет погружен в воду. Остальное расстояние перекрывается обычным кабелем ПВС.
В любом случае сечение кабеля должно соответствовать рекомендациям производителя, указанным в паспорте насоса.
В месте соединения силового кабеля с кабелем насоса выполняется пайка. После этого кабель закрывают специальной термоусадочной муфтой. Для ее установки понадобится строительный фен
Насос можно подвешивать только на трос из нержавеющей стали. Ни обычная черная сталь, ни ее оцинкованный вариант не рассчитаны на постоянную работу в воде.
В ходе опускания насоса на узких участках можно дополнить вращение насоса небольшим давлением. Но в любом случае насос должен сохранять вертикальное положение.
Во время монтажа насоса может немного сместиться. Следует убедиться, что вес насоса приходится именно на трос, а не удерживается трубой. Только после этого положение оголовка можно зафиксировать винтами.
Выводы и полезное видео по теме
Видео #1. Практичные советы по выбору и монтажу погружного насоса содержатся в следующем видеоматериале:
Видео #2. Наглядная демонстрация еще одного опыта установки насоса:
youtube.com/embed/6YnWaJaRp8I» allowfullscreen=»allowfullscreen»/>Очень важно выполнить все операции по монтажу насосного оборудования в скважине правильно, поскольку любая небрежность может обернуться поломкой или его обрывом троса.
Бывают ситуации, когда поврежденный из выработки. Это приводит к полной потере сооружения и вызывает необходимость начинать бурение сначала. Внимание и аккуратность помогут установить насос наилучшим образом.
Поделиться собственным опытом, полученным в процессе установки глубинного насоса или подключения насосной станции, задать вопросы, сообщить о недочетах в тексте, вы сможете в расположенном ниже блоке. Пишите, пожалуйста, комментарии. Мы и посетители сайта с удовольствием поучаствуем в обсуждениях, чтобы прояснить спорные моменты.
Насосы и системы для водяных скважин
Если вы живете в городе, вы, вероятно, не задумываетесь о том, как вода, которую вы используете каждый день, попадает в ваш дом. Даже в небольших деревнях часто имеется сеть водопроводных труб, по которым вода доставляется в каждый дом по соседству. Все, что вам нужно знать, это как открыть кран на раковине.
Отодвиньтесь на несколько миль от города, и картина может измениться. В то время как внутренние работы все еще — к счастью — невидимы, ваше водоснабжение не зависит от соседа вниз по дороге. У каждого дома есть своя скважина, из которой можно черпать воду. Более того, в каждом доме есть своя электромеханическая система подачи воды из колодца в дом. В основе каждой системы лежит насос, и наиболее распространенными типами являются струйные насосы и погружные насосы.
Команда разработчиков медиа-платформ
Типы колодцев
Во многих районах страны найти питьевую воду так же просто, как взять лопату и выкопать яму в земле. Ладно, может быть, «легко» — неподходящее слово, но там, где уровень грунтовых вод находится всего в нескольких футах от поверхности земли, часть битвы уже может быть окончена. В такой ситуации с неглубоким колодцем поднять воду к дому будет немного легче, хотя бы потому, что расстояние, на которое вам нужно ее переместить, скромное.
Если в вашем районе нет высокого уровня грунтовых вод или отсутствует стабильный запас питьевой воды вблизи поверхности, вы должны копать глубже, чтобы добиться того же результата. И поскольку глубокий колодец означает, что воду нужно поднимать дальше, стратегии ее перемещения меняются.
Насосы для неглубоких скважин
В настоящее время наиболее распространенным насосом для неглубоких скважин является струйный насос. Струйные насосы устанавливаются над колодцем в доме или в колодце и забирают воду из колодца за счет всасывания (см. схему системы однокапельного струйного насоса на следующей странице). Поскольку задействовано всасывание, атмосферное давление — это то, что действительно делает работу. Думайте о системе как о длинной соломинке. Когда вы сосете соломинку, вы создаете вакуум в соломинке над водой. Как только возникает вакуум, вес воздуха или атмосферное давление выталкивает воду вверх по соломинке. Следовательно, высота, на которую вы можете поднять воду с помощью мелководного струйного насоса, связана с весом воздуха. Хотя атмосферное давление меняется в зависимости от высоты, обычно глубина неглубокой скважины с струйным насосом ограничивается примерно 25 футами.
Струйные насосы создают всасывание довольно новым способом. Насос приводится в действие электродвигателем, который приводит в движение рабочее колесо или центробежный насос. Рабочее колесо перемещает воду, называемую приводной водой, из колодца через узкое отверстие или жиклер, установленный в корпусе перед рабочим колесом. Это сужение струи приводит к увеличению скорости движущейся воды, подобно насадке садового шланга. По мере выхода воды из струи создается частичный вакуум, засасывающий дополнительную воду из скважины. Непосредственно за струей находится трубка Вентури, диаметр которой увеличивается. Его функция заключается в замедлении движения воды и повышении давления. Перекачиваемая вода — новая вода, забираемая из колодца за счет всасывания струи, — затем соединяется с приводной водой и сбрасывается в водопроводную систему под высоким давлением.
Поскольку струйные насосы для неглубоких скважин используют воду для забора воды, их, как правило, необходимо заправить водой, прежде чем они начнут работать. Чтобы вода из насоса и водопроводной системы не стекала обратно в колодец, на линии подачи к насосу установлен одноходовой обратный клапан.
Преодоление барьера глубины
К сожалению, вам, возможно, придется опуститься на глубину более 25 футов, чтобы добраться до воды. Удивительно, но вы все еще можете сделать это с помощью струйного насоса. Он просто включает в себя отделение струи от двигателя и корпуса крыльчатки и опускание узла струи в воду (см. схему системы двухкапельного струйного насоса). В типичной конфигурации глубоководного струйного насоса одна труба, прикрепленная к корпусу крыльчатки, направляет воду вниз в корпус струи, расположенный примерно на 10–20 футов ниже минимального уровня воды в скважине. Вторая труба соединяет выходную сторону корпуса форсунки с насосом.
В струе увеличение скорости воды создает частичный вакуум, который втягивает стоячую колодезную воду во вторую трубу, а затем обратно в насос и водопроводную систему. Глубоководные струйные насосы используют как всасывание струи для подачи воды в систему, так и давление, создаваемое крыльчаткой для подъема воды.
Для предотвращения перекачивания скважины глубинная струйная насосная установка может включать выхлопную трубу длиной 35 футов. Он соединен с впускным концом корпуса форсунки и проходит вниз в скважину. Если уровень воды опускается ниже уровня корпуса форсунки, насос работает так же, как насос для неглубокой скважины. В то время как скорость потока падает, вода будет доступна до тех пор, пока уровень не упадет ниже примерно 25 футов от корпуса форсунки — предел для мелководного насоса. Выхлопная труба длиной 35 футов эффективно гарантирует, что скважина никогда не будет откачана. Конечно, высота струи над уровнем воды влияет на производительность. Чем дальше он находится, тем менее эффективной становится прокачка.
Как и в системах с неглубокой скважиной, струйный насос в системе с глубокими скважинами должен быть заправлен для работы. Донный клапан в нижней части трубопровода колодца предотвращает слив воды из труб и насоса. Струйные насосы с двумя и более рабочими колесами называются многоступенчатыми.
Перемещение к источнику
В то время как струйный насос может надежно справиться со скважиной глубиной в несколько сотен футов, более эффективным решением является перемещение насоса вниз в скважину, чтобы он не поднимал воду, а выталкивал ее вверх. Типичный погружной насос характеризуется длинной цилиндрической формой, которая помещается внутри обсадной колонны. Нижняя половина состоит из герметичного двигателя насоса, который подключен к наземному источнику питания и управляется проводами. Половина насосной установки состоит из набора рабочих колес, разделенных диффузором, которые направляют воду вверх по трубе в водопроводную систему.
В современных установках обсадная труба колодца снаружи дома соединяется с водопроводной системой трубой, которая проходит под землей в подвал (см. схему системы погружных насосов). Эта горизонтальная труба соединяется с трубой скважины в соединителе, называемом переходником без приямка. Функция адаптера состоит в том, чтобы обеспечить доступ к насосу и трубопроводу скважины через верхнюю часть обсадной трубы, одновременно направляя воду из насоса в водопроводную систему.
В то время как погружные насосы более эффективны, чем струйные насосы, в подаче большего количества воды для двигателя того же размера, проблемы с насосом или двигателем потребуют извлечения агрегата из обсадной трубы — работу, которую лучше доверить профессионалу. Однако подводные аппараты известны своей надежностью и часто выполняют свою роль 20-25 лет без обслуживания. Погружные насосы также могут использоваться в неглубоких скважинах. Однако ил, песок, водоросли и другие загрязнения могут сократить срок службы насоса.
Общие элементы
Независимо от того, какая у вас система, компоненты на выходе всех насосов одинаковы.
Насосы не предназначены для непрерывной работы, и они не запускаются каждый раз, когда вы открываете кран или спускаете воду в унитазе. Чтобы обеспечить постоянный напор воды в приборах, насос сначала подает воду в накопительный бак. Внутри современного бака находится воздушная камера, которая сжимается по мере закачки воды. Давление в баке — это то, что перемещает воду по бытовой водопроводной системе.
Когда давление достигает заданного уровня, который может составлять от 40 до 60 фунтов на квадратный дюйм, переключатель останавливает насос. По мере того, как в доме используется вода, давление начинает снижаться до тех пор, пока после падения примерно на 20 фунтов на квадратный дюйм переключатель не включает насос, и цикл повторяется. Вы найдете манометр, установленный на баке с проводами, ведущими к переключателю, который управляет насосом.
Группа разработчиков мультимедийных платформ
Группа разработчиков мультимедийных платформ
Основы центробежных насосов — инженерное мышление
Основы центробежного насоса. В этом уроке мы рассмотрим насос центробежного типа. Центробежный насос является наиболее распространенным типом насоса, используемого в промышленности, и он используется практически во всех коммерческих и промышленных зданиях, а также в домах, многоквартирных домах, даже на кораблях, а на некоторых самолетах будет установлен центробежный насос той или иной формы.
Прокрутите страницу вниз, чтобы посмотреть обучающее видео на YouTube по центробежным насосам. Это необходимо для обслуживания различных систем, которые есть в здании. Обычно используется для систем отопления и охлаждения или всего, где вода должна проталкиваться по трубам по всему зданию или в производственном процессе.
Обычно асинхронный двигатель устанавливается сзади. Затем вал проходит между ротором двигателя и насосом, а затем крыльчатка крепится к валу и устанавливается внутри корпуса насоса.
Асинхронный двигатель вращает вал, который, в свою очередь, вращает импеллер.
Изменение скорости двигателя изменит скорость вращения крыльчаток. В этом методе вы можете изменить расход воды в системе.
Рабочее колесо находится внутри корпуса насоса, где оно полностью загерметизировано, вы не сможете заглянуть внутрь него или каких-либо его компонентов.
Центробежный насос имеет два входа, вход и выход. Входное отверстие всегда проходит через центр, обычно по горизонтальной оси, что называется линией всасывания.
Крыльчатка всегда должна быть погружена в воду, в противном случае она не сможет обеспечить достаточный поток и работать правильно. Недостаточный поток может вызвать кавитацию, когда вода внутри фактически начинает кипеть из-за низкого давления, что может привести к серьезному повреждению крыльчаток насосов.
Корпус насоса имеет улитку по окружности. Улитка имеет увеличивающийся диаметр от начала, где она наименьшая, до выпускного отверстия, где она имеет наибольший диаметр. Это изменение диаметра позволяет протекать большему количеству воды, что означает увеличение массового расхода по мере накопления воды.
через GIPHY
Вода начинает поступать в насос через входное отверстие. Когда вода попадает в крыльчатку, ее вращающая сила выталкивает воду наружу, в улитку. Улитки, увеличивающиеся в диаметре, направляют поток воды к выпускному отверстию.Крыльчатка имеет несколько изогнутых лопастей, которые проходят от центра к внешнему краю. Этот тип крыльчатки известен как крыльчатка с обратной кривизной, которая является наиболее распространенной и наиболее эффективной конструкцией для движущейся воды.
Важно помнить, что эти вены не выталкивают воду, как весло, вода на самом деле течет между ними, а вены помогают обеспечить направляющую силу.
Когда крыльчатка начинает вращаться, на входе создается всасывание низкого давления.
Всасывание низкого давления втягивает жидкость в центр импеллера.
Мы знаем, что когда вы что-то крутите, оно всегда пытается уйти от центра к внешнему краю. Представьте себе вращение шара, привязанного к какой-то веревке. Мяч движется наружу и удерживается струной, если струна оборвется, то мяч улетит вдаль.
Глядя на то, как силы, связанные с движением воды. У нас есть сила вращения крыльчатки. Поскольку вращающиеся объекты пытаются удалиться от центра вращения, мы имеем внешнюю силу. Частицы воды будут иметь инерцию от вращающей силы. Когда мы объединяем внешнюю силу с инерцией, мы получаем результирующую силу под углом. Это дает нам спиральную траекторию, по которой пойдет вода.
Когда вода собирается в улитке, она замедляется, и ее кинетическая энергия преобразуется в статическое давление. Вода продолжает течь за ним, и это то, что толкает воду, позволяя ей поддерживать давление, а также скорость потока. Это позволяет проталкивать воду по трубам по всему зданию. Вот почему они используются во всех зданиях и системах по всему миру.
Выше показан пример спирального корпуса. Вода втекает через центральное отверстие в сторону от камеры (на изображении отсутствует пластина, отверстие меньше), а затем ударяется о крыльчатку и закручивается в улитку и выходит из верхней части корпуса, т.е. пластина с фланцем справа.
Выше вы можете увидеть пример реальной крыльчатки насоса. Вода течет внутри центрального отверстия и во вращающиеся лопасти рабочего колеса.
Вверху вал насоса с ротором асинхронного двигателя с правой стороны и уплотнением с левой стороны.
Выше вы можете увидеть пример внутренней части асинхронного двигателя. Ротор двигателя будет находиться внутри, а уплотнение насоса — снаружи, по направлению к камере.
Насосы могут не подсоединяться напрямую к двигателю, иногда они имеют ременный привод, как в приведенном выше примере. Это менее энергоэффективно, потому что ремни будут проскальзывать, и у нас будут потери на трение. Если вы можете, используйте прямой привод, они намного эффективнее, а также гораздо меньше требуют обслуживания.
КАК Спроектировать насосную систему
предыдущий
Что такое общий напор
Полный напор и подача являются основными критериями, которые используются для сравнения одного центробежного насоса с другим или для выбора для приложения. Общий напор связан с давлением нагнетания насоса. Почему мы не можем просто использовать давление нагнетания? Давление — знакомое понятие, мы знакомы с ним в нашей повседневной жизни. Например, огнетушители находятся под манометрическим давлением 60 фунтов на кв. дюйм (413 кПа), мы обеспечиваем давление воздуха в шинах велосипедов и автомобилей 35 фунтов на кв. дюйм (241 кПа). По уважительным причинам производители насосов не используют давление нагнетания в качестве критерия для выбора насоса. Одна из причин в том, что они не знают, как вы будете использовать насос. Они не знают, какой расход вам нужен, а расход центробежного насоса не фиксирован. Давление нагнетания зависит от давления на стороне всасывания насоса. Если источник воды для насоса находится ниже или выше всасывания насоса, при одинаковом расходе вы получите разное давление нагнетания. Поэтому для устранения этой проблемы предпочтительнее использовать разницу давлений между входом и выходом насоса. |
Производители пошли еще дальше: величина давления, которое может создать насос, будет зависеть от плотности жидкости, для раствора соленой воды, который плотнее чистой воды, давление будет выше для того же скорость потока. Опять же, производитель не знает, какой тип жидкости находится в вашей системе, поэтому критерий, не зависящий от плотности, очень полезен. Есть такой критерий, он называется ОБЩИЙ НАПОР и определяется как разница в напоре между входом и выходом насоса.
Напор нагнетания можно измерить, присоединив трубку к напорной стороне насоса и измерив высоту жидкости в трубке относительно всасывания насоса. Трубка должна быть довольно высокой для типичного бытового насоса. Если давление нагнетания составляет 40 фунтов на квадратный дюйм, высота трубы должна быть 92 фута. Это непрактичный метод, но он помогает объяснить, как напор связан с общим напором и как напор связан с давлением. Вы делаете то же самое, чтобы измерить высоту всасывания. Разница между ними и есть общий напор насоса.
Рисунок 25
Жидкость в измерительной трубке на стороне нагнетания или всасывания насоса будет подниматься на одинаковую высоту для всех жидкостей независимо от плотности. Довольно удивительное заявление, и вот почему. Насос ничего не знает о напоре, напор — это понятие, которое мы используем, чтобы облегчить себе жизнь. Насос создает давление, и разница в давлении на насосе представляет собой количество энергии давления, доступной для системы. Если жидкость плотная, например, раствор соли, на выходе насоса будет создаваться большее давление, чем если бы жидкостью была чистая вода. Сравните два бака с одинаковой цилиндрической формой, одинаковым объемом и уровнем жидкости, бак с более плотной жидкостью будет иметь более высокое давление на дне. Но статический напор поверхности жидкости по отношению к дну одинаков. Общий напор ведет себя так же, как статический напор, даже если жидкость более плотная, общий напор по сравнению с менее плотной жидкостью, такой как чистая вода, будет таким же. Это удивительный факт, посмотрите этот эксперимент на видео, которое показывает эту идею в действии.
По этим причинам производители насосов выбрали общий напор в качестве основного параметра, характеризующего доступную энергию насоса.
Какая связь между напором и общим напором?
Общий напор — это высота, на которую жидкость поднимается со стороны нагнетания насоса, за вычетом высоты, на которую она поднимается со стороны всасывания (см. Рисунок 25). Почему меньше высота на стороне всасывания? Потому что нам нужен только вклад энергии насоса, а не энергия, которая ему подводится.
Что такое голова? Сначала разберемся с единицей энергии. Энергия может быть выражена в футо-фунтах, что равно количеству силы, необходимой для подъема предмета, умноженной на вертикальное расстояние. Хорошим примером является поднятие тяжестей. Если вы поднимете 100 фунтов (445 ньютонов) вверх 6 футов (1,83 м), необходимая энергия составляет 6 x 100 = 600 фут-фунт-сила (814 Н-м).
Напор определяется как энергия, деленная на вес перемещенного объекта. Для тяжелоатлета энергия делится перемещенным весом 6 х 100/100 = 6 футов (1,83 м), поэтому количество энергии на фунт гантель, которую должен предоставить тяжелоатлет, составляет 6 футов. Это не очень полезно знать для тяжелоатлета, но мы увидим, насколько он полезен для вытеснения жидкости.
Рисунок 26
Вам может быть интересно узнать, что 324 футофунта энергии эквивалентны 1 калории. Это означает, что наш тяжелоатлет тратит 600/324 = 1,8 калории каждый раз, когда он поднимает этот вес на 6 футов, это немного.
На следующем рисунке показано, сколько энергии требуется для перемещения одного галлона воды по вертикали.
Рисунок 27
На следующем рисунке показано, сколько напора требуется для выполнения той же работы.
Рисунок 28
Если мы используем энергию, чтобы описать, какую работу должен совершить насос, чтобы вытеснить объем жидкости нам нужно знать вес. Если мы используем голову, нам нужно знать только вертикальное расстояние движения. Это очень полезно для жидкостей, потому что перекачка — это непрерывный процесс, обычно когда вы перекачиваете оставить насос включенным, вы не запускаете и не останавливаете насос на каждый фунт вытесненной жидкости. Нас в основном интересует установление непрерывного расхода.
Другим очень полезным аспектом использования напора является то, что перепад высот или статический напор можно использовать как одну часть значения полного напора, а другую часть как напор трения. показано на следующем рисунке. На одном изображена фрикционная головка на стороне нагнетания, а на другом — фрикционная головка на стороне всасывания.
Какой статический напор требуется для перекачки воды с первого этажа на второй или на высоту 15 футов? Помните, что вы также должны учитывать уровень воды во всасывающем резервуаре. Если уровень воды на 10 футов ниже всасывающего патрубка насоса, то статический напор составит 10 + 15 = 25 футов. Следовательно, общий напор должен быть не менее 25 футов плюс потеря напора жидкости, проходящей по трубам, на трение.
Рисунок 29
Как определить фрикционный напор
Фрикционный напор – это величина потерь энергии из-за трения жидкости, движущейся по трубам и фитингам. Для перемещения жидкости против трения требуется сила, точно так же, как требуется сила, чтобы поднять вес. Сила действует в том же направлении, что и движущаяся жидкость, и энергия расходуется. Точно так же, как напор рассчитывался для подъема определенного веса, напор трения рассчитывается с помощью силы, необходимой для преодоления трения, умноженной на смещение (длину трубы), деленной на вес вытесненной жидкости. Эти расчеты были сделаны для нас, и вы можете найти значения потери напора на трение в Таблице 1 для различных размеров труб и скоростей потока.
Таблица 1
Загрузите версию для печати (британские или метрические единицы).
В таблице 1 приведены скорость потока и потеря напора на трение для воды, перемещаемой по трубе с типичная скорость 10 футов/с. Я выбрал 10 футов/с в качестве целевой скорости, потому что она не слишком велика. что создало бы большое трение, а не слишком малое, что замедлило бы ход событий. Если скорость меньше, то потери на трение будут меньше, а если скорость больше, потери будут быть больше, чем показано в таблице 1. Для всасывающей стороны насоса желательно быть более консервативным и размер труб для более низкая скорость, например, от 4 до 7 футов в секунду. Вот почему вы обычно видите большую трубу размер на стороне всасывания насоса больше, чем на стороне нагнетания. Эмпирическое правило заключается в том, чтобы сделать всасывающую трубу такого же размера или на один размер больше, чем всасывающий патрубок.
Зачем возиться со скоростью, разве недостаточно информации о расходе для описания движения жидкости через система. В зависимости от того, насколько сложна ваша система, если выпускная труба имеет постоянный диаметр, то скорость хотя снаружи будет такой же. Тогда, если вы знаете расход, исходя из таблиц потерь на трение, Вы можете рассчитать потери на трение только по скорости потока. Если диаметр нагнетательного патрубка изменится, то скорость будет меняться при том же расходе, а более высокая или более низкая скорость означает более высокую или более низкую потери на трение в этой части системы. Затем вам нужно будет использовать скорость для расчета потери напора на трение в этой части трубы. Вы можете найти калькулятор скорости веб-приложения здесь https://www.pumpfundamentals.com/web-apps.htm
Если вы хотите увидеть диаграмму расхода для 5 фут/с (британская или метрическая система) и 15 фут/с (британская или метрическая система), загрузите их здесь.
Те из вас, кто хотел бы самостоятельно рассчитать скорость, могут скачать формулы и образец расчета здесь.
Желающие рассчитать трение в трубах могут скачать пример здесь.
Веб-приложение для измерения потерь на трение в трубах доступно здесь https://www.pumpfundamentals.com/web-apps.htm
Кривая производительности или характеристика насоса
Кривая характеристики насоса похожа на предыдущую показанную кривую, которую я также назвал характеристической кривой, показывающей взаимосвязь между давлением нагнетания и расходом (см. рис. 21) . Как я уже упоминал, это непрактичный способ описания производительности, потому что вам нужно знать давление всасывания, используемое для построения кривой. На рис. 30 показана типичная кривая зависимости полного напора от расхода. Это тип кривой, которую все производители насосов публикуют для каждой модели насоса при заданной рабочей скорости.
Не все производители предоставят вам характеристику насоса. Тем не менее, кривая существует, и если вы настаиваете, вы, вероятно, сможете ее получить. Вообще говоря, чем больше вы платите, тем больше технической информации вы получаете.
Рисунок 30
Как выбрать центробежный насос
Маловероятно, что центробежный насос, купленный в готовом виде, точно удовлетворит ваши требования к расходу. Скорость потока, которую вы получаете, зависит от физических характеристик вашей системы, таких как трение, которое зависит от длины и размера труб, и перепада высот, который зависит от здания и местоположения. Изготовитель насоса не имеет возможности узнать, каковы будут эти ограничения. Вот почему купить центробежный насос сложнее, чем купить объемный насос, который будет обеспечивать номинальный расход независимо от того, в какую систему вы его установите.
Основными факторами, влияющими на подачу центробежного насоса, являются:
— трение, которое зависит от длины трубы и диаметра
— статический напор, который зависит от разницы высоты нагнетания конца трубы и высоты напора. высота поверхности жидкости всасывающего бака
— вязкость жидкости, если жидкость отличается от воды.
Чтобы выбрать центробежный насос, выполните следующие шаги:
1. Определите скорость потока
Чтобы подобрать размер и выбрать центробежный насос, сначала определите скорость потока. Если вы владелец дома, выясните, какое из ваших применений воды является самым большим потребителем. Во многих случаях это будет ванна, для которой требуется примерно 10 галлонов в минуту (0,6 л/с). В промышленных условиях скорость потока часто зависит от производительности предприятия. Выбор правильного расхода может быть таким же простым, как определение того, что для заполнения резервуара за разумное время требуется 100 галлонов в минуту (6,3 л/с), или же расход может зависеть от некоторого взаимодействия между процессами, которое необходимо тщательно проанализировать.
2. Определите статический напор
Это вопрос измерения высоты между поверхностью жидкости всасывающего бака и высотой конца нагнетательной трубы или отметкой поверхности жидкости в нагнетательном баке.
3. Определить фрикционный напор
Фрикционный напор зависит от расхода, размера и длины трубы. Это рассчитывается на основе значений в таблицах, представленных здесь (см. Таблицу 1). Для жидкостей, отличных от воды, вязкость будет важным фактором, и Таблица 1 неприменима.
4. Рассчитайте общий напор
Общий напор представляет собой сумму статического напора (помните, что статический напор может быть положительным или отрицательным) и напора на трение.
5. Выберите насос
Вы можете выбрать насос на основе информации из каталога производителя насоса, используя требуемый общий напор и расход, а также пригодность для применения.
Пример расчета общего напора
Пример 1. Расчет насоса для домашнего использования
Опыт подсказывает мне, что для того, чтобы наполнить ванну за разумное время, требуется скорость потока 10 галлонов в минуту. Согласно Таблице 1 размер медных трубок должен быть где-то между 1/2″ и 3/4″, я выбираю 3/4″. распределитель, от этого распределителя на первом этаже будет отвод 3/4″ до уровня второго этажа, где расположена ванна. На всасывании я буду использовать трубу диаметром 1”, всасывающая труба 30 футов в длину (см. рис. 30)
Рисунок 31
Потери на трение на стороне всасывания насоса
В соответствии с расчетами или использованием таблиц, которые здесь не представлены, потери на трение для трубы диаметром 1 дюйм составляют 0,068 фута на фут трубы. В этом случае расстояние составляет 30 футов. Потери на трение в футов составляет 30 x 0,068 = 2,4 фута. В фитингах есть некоторые потери на трение, предположим, что консервативная оценка составляет 30% потерь на трение в трубе, потери на трение в фитингах составляют = 0,3 x 2,4 = 0,7 фута. Если на линии всасывания имеется обратный клапан, потери на трение в обратном клапане необходимо добавить к потерям на трение в трубе. Типичное значение потерь на трение для обратного клапана составляет 5 футов. Струйному насосу не требуется Поэтому я предполагаю, что на всасывании этой системы нет обратного клапана. Тогда общие потери на трение для всасывающей стороны составляют 2,4 + 0,7 = 3,1 фута.
Потери на трение для трубы диаметром 1 дюйм при расходе 10 галлонов в минуту можно найти в справочнике Cameron Hydraulic, следующий рисунок является выдержкой из него:
Потери на трение на стороне нагнетания насоса
В соответствии с расчетами или использованием таблиц, которые здесь не представлены, потери на трение для трубы 3/4″ составляют потери на трение 0,23 фута на фут трубы. В этом случае расстояния равны 10 футам главного распределителя и еще 20 футов от главного распределителя до ванны общей длиной 30 футов. Тогда потери на трение в футах составляют 30 x 0,23 = 6,9.ноги. В фитингах есть некоторые потери на трение, предположим, что консервативная оценка составляет 30% от потерь на трение трубы, потери на трение в фитингах = 0,3 x 6,9 = 2,1 фута. Тогда общие потери на трение для нагнетательной стороны составляют 6,9 + 2,1 = 9 футов.
Вы можете найти потери на трение для трубы диаметром 0,75 дюйма при 10 галлонах в минуту в справочнике Cameron Hydraulic, из которого следующая цифра является выдержкой:
Тогда общие потери на трение в трубопроводе в системе равны 9+ 3,1 = 12,1 фута.
Статический напор согласно рис. 41 составляет 35 футов. Следовательно, общий напор равен 35 + 12,1 = 47 футов. Теперь мы можем пойти в магазин и купить насос с общим напором не менее 47 футов при производительности 10 галлонов в минуту. Иногда общий напор называют полным динамическим напором (T.D.H.), он имеет то же значение. Номинал помпы должен быть как можно ближе к этим двум цифрам без лишних слов. В качестве рекомендации допускается отклонение плюс-минус 15% от общего напора. В потоке вы также можете разрешить изменение, но вы можете заплатить больше, чем вам нужно.
Для тех из вас, кто хотел бы самостоятельно рассчитать трение в фитингах, загрузите пример расчета здесь.
Какая мощность насоса? Производитель оценивает насос при оптимальном общем напоре и подаче, эта точка также известна как точка наилучшего КПД или B.E.P.. При такой подаче насос работает наиболее эффективно, вибрация и шум минимальны. . Конечно, насос может работать с другими скоростями потока, выше или ниже номинального, но срок службы насоса пострадает, если вы будете работать слишком далеко от его нормального номинального значения. Поэтому ориентируйтесь на максимальную вариацию плюс-минус 15% от общего напора. 9Рис. 32 аккумулятор.
На следующих рисунках показаны различные распространенные системы водоснабжения и указаны значения статического напора, напора на трение и полного напора насоса.
Расчет давления нагнетания насоса по общему напору насоса
Чтобы рассчитать давление на дне бассейна, необходимо знать высоту воды над вами. Неважно, бассейн это или озеро, высота — это то, что определяет, какой вес жидкости находится над ним и, следовательно, давление.
Давление равно силе, деленной на поверхность. Он часто выражается в фунтах на квадратный дюйм или в фунтах на квадратный дюйм. Сила равна весу воды. Плотность воды составляет 62,3 фунта на кубический фут.
Вес воды в резервуаре А равен произведению плотности на ее объем.
Объем резервуара равен площади поперечного сечения A, умноженной на высоту H. A:
Объем V: A x H:
Вес воды W A :
Следовательно, давление:
Это давление в фунтах на квадратный фут, требуется еще один шаг, чтобы получить давление в фунтах на квадратный дюйм или psi. В футе 12 дюймов, следовательно, в квадратном футе 12×12 = 144 дюйма.
Давление p на дне резервуара A в фунтах на квадратный дюйм составляет:
Если вы выполните расчет для резервуаров B и C, вы получите точно такой же результат, давление на дне всех этих резервуаров составляет 4,3 фунта на квадратный дюйм. .
Общая зависимость давления от высоты резервуара:
SG или удельный вес — это еще один способ выражения плотности, это отношение плотности жидкости к плотности воды, поэтому вода будет иметь SG =1. Более плотные жидкости будут иметь значение больше 1, а более легкие жидкости — значение меньше 1. Полезность удельного веса заключается в том, что он не имеет единиц измерения, поскольку он является сравнительной мерой плотности или отношения плотностей, поэтому удельный вес будет иметь такое же значение. независимо от того, какую систему единиц мы используем, имперскую или метрическую
Для тех из вас, кто хотел бы увидеть, как обнаруживается эта общая взаимосвязь, перейдите к Приложению E в pdf-версии этой статьи.
Мы можем измерить напор на стороне нагнетания насоса, подключив трубку и измерив высоту жидкости в трубке. Поскольку трубка на самом деле представляет собой всего лишь узкий резервуар, мы можем использовать уравнение зависимости давления от высоты резервуара.
для определения давления нагнетания. В качестве альтернативы, если мы установим манометр на нагнетании насоса, мы сможем рассчитать напор нагнетания.
Мы можем рассчитать давление нагнетания насоса на основе общего напора, который мы получаем из характеристической кривой насоса. Этот расчет полезен, если вы хотите устранить неполадки в вашем насосе или проверить, производит ли он количество энергии давления, которое производитель заявляет при вашем рабочем расходе.
Рисунок 37
Например, если характеристическая кривая насоса показана на рисунке 39, а расход в системе составляет 20 галлонов в минуту. Тогда общий напор равен 100 футам.
Установка показана на рис. 37, это система бытового водоснабжения, которая берет воду из неглубокого колодца на 15 футов ниже места всасывания насоса.
Насос должен создавать подъемную силу, чтобы поднять воду до всасывающего патрубка. Это означает, что давление на всасывании насоса будет отрицательным (относительно атмосферного).
Почему это давление меньше атмосферного или низкое? Если вы возьмете соломинку, наполните ее водой, закроете один конец кончиком пальца и перевернете вверх дном, вы заметите, что жидкость не выходит из соломинки, попробуйте!. Жидкость тянется вниз под действием силы тяжести и создает небольшое давление под кончиком пальца. Жидкость поддерживается в равновесии, потому что низкое давление и вес жидкости точно уравновешиваются силой атмосферного давления, направленной вверх.
То же явление происходит при всасывании насоса, всасывающего жидкость из низкого источника. Как и в соломинке, давление вблизи всасывающего патрубка насоса должно быть низким, чтобы жидкость могла поддерживаться.
Для расчета напора нагнетания мы определяем общий напор по характеристической кривой и вычитаем это значение из напора на всасывании, это дает напор на нагнетании, который мы затем преобразуем в давление.
Мы знаем, что насос должен генерировать 15 футов подъема на всасывании насоса, подъем является отрицательным статическим напором. На самом деле она должна быть чуть больше 15 футов, поскольку из-за трения потребуется более высокая высота всасывания. Но давайте предположим, что размер трубы большой и потери на трение малы.
Рисунок 39
Общая головка = 100 = H D — H S
или
H D = 100 + H S 9030 9000 разница между напором на напоре H D и напором на всасывании H S . H S равно 15 футам, потому что это лифт, следовательно:
H D = 100 + (-15) = 85 футов
Давление нагнетания будет:
Теперь вы можете проверить свой насос, чтобы убедиться, что измеренное давление нагнетания соответствует расчетному. Если нет, то может быть что-то не так с насосом.
Примечание: вы должны быть осторожны при расположении манометра, если он намного выше, чем всасывание насоса, скажем, выше 2 футов, вы увидите меньшее давление, чем на самом деле есть на насосе. Также следует учитывать разницу в скоростном напоре нагнетания насоса и всасывания, но обычно она невелика.
Насосная компания Goulds предлагает очень хорошее руководство по подбору насосов для бытовых систем водоснабжения. Посмотрите на другой способ, как можно подойти к этой теме.
вернуться к началу
Copyright 2019, PumpFundamentals.com
Полезная информация о центробежных насосах
Что такое центробежный насос?
Центробежный насос представляет собой механическое устройство, предназначенное для перемещения жидкости посредством передачи энергии вращения от одного или нескольких ведомых роторов, называемых рабочими колесами. Жидкость поступает в быстро вращающееся рабочее колесо вдоль его оси и выбрасывается под действием центробежной силы по его окружности через концы лопастей рабочего колеса. Действие крыльчатки увеличивает скорость и давление жидкости, а также направляет ее к выпускному отверстию насоса. Корпус насоса специально разработан для того, чтобы сжимать жидкость на входе насоса, направлять ее в рабочее колесо, а затем замедлять и контролировать жидкость перед выпуском.
Как работает центробежный насос?
Рабочее колесо является ключевым компонентом центробежного насоса. Он состоит из ряда изогнутых лопастей. Обычно они зажаты между двумя дисками (закрытая крыльчатка). Для жидкостей с вовлеченными твердыми частицами предпочтительнее открытое или полуоткрытое рабочее колесо (с одним диском) (рис. 1).
Жидкость входит в рабочее колесо по его оси («ушко») и выходит по окружности между лопатками. Рабочее колесо, расположенное на противоположной от проушины стороне, соединено приводным валом с двигателем и вращается с высокой скоростью (обычно 500-5000 об/мин). Вращательное движение крыльчатки ускоряет поток жидкости через лопасти крыльчатки в корпус насоса.
Существуют две основные конструкции корпуса насоса: улитка и диффузор. Целью обеих конструкций является преобразование потока жидкости в контролируемый выпуск под давлением.
В спиральном корпусе крыльчатка смещена, образуя изогнутую воронку с увеличивающейся площадью поперечного сечения по направлению к выпускному отверстию насоса. Эта конструкция вызывает увеличение давления жидкости по направлению к выпускному отверстию (рис. 2).
Тот же основной принцип применим к конструкциям диффузоров. В этом случае давление жидкости увеличивается, поскольку жидкость вытесняется между набором неподвижных лопастей, окружающих рабочее колесо (рис. 3). Конструкции диффузоров могут быть адаптированы для конкретных применений и, следовательно, могут быть более эффективными. Спиральные корпуса лучше подходят для применений, связанных с вовлечением твердых частиц или жидкостей с высокой вязкостью, когда выгодно избегать дополнительных сужений лопаток диффузора. Асимметрия спиральной конструкции может привести к большему износу рабочего колеса и приводного вала.
Каковы основные характеристики центробежного насоса?
Существует два основных семейства насосов: центробежные и поршневые насосы. По сравнению с последними центробежные насосы обычно предназначены для более высоких потоков и для перекачивания жидкостей с более низкой вязкостью, вплоть до 0,1 сП. На некоторых химических заводах 90% используемых насосов будут центробежными. Тем не менее, есть ряд применений, для которых предпочтительнее объемные насосы.
Каковы ограничения центробежного насоса?
Эффективная работа центробежного насоса зависит от постоянного высокоскоростного вращения его рабочего колеса. При работе с сырьем с высокой вязкостью центробежные насосы становятся все более неэффективными: возникает большее сопротивление и требуется более высокое давление для поддержания определенного расхода. В целом, центробежные насосы подходят для перекачивания жидкостей с низким давлением и высокой производительностью с вязкостью от 0,1 до 200 сП.
Взвеси, такие как буровой раствор или масла с высокой вязкостью, могут вызвать чрезмерный износ и перегрев, что приведет к повреждению и преждевременному выходу из строя. Объемные насосы часто работают на значительно более низких скоростях и менее подвержены этим проблемам.
Любая перекачиваемая среда, чувствительная к сдвигу (разделение эмульсий, взвесей или биологических жидкостей), также может быть повреждена высокой скоростью вращения рабочего колеса центробежного насоса. В таких случаях предпочтительна более низкая скорость объемного насоса.
Еще одним ограничением является то, что, в отличие от поршневого насоса, центробежный насос не может обеспечить всасывание в сухом состоянии: он должен быть предварительно заполнен перекачиваемой жидкостью. Поэтому центробежные насосы не подходят для любого применения, где подача прерывистая. Кроме того, если давление подачи является переменным, центробежный насос создает переменный поток; объемный насос нечувствителен к изменению давления и обеспечивает постоянную производительность. Таким образом, в приложениях, где требуется точное дозирование, предпочтение отдается объемному насосу.
В следующей таблице приведены различия между центробежными и поршневыми насосами.
Сравнение насосов: центробежный и объемный
Свойство Центробежный | Прямое смещение | |
Эффективный диапазон вязкости | Эффективность снижается с увеличением вязкости (макс. 200 сП) | Эффективность увеличивается с увеличением вязкости |
Допустимое давление | Расход меняется при изменении давления | Нечувствительный к изменению давления поток |
Эффективность снижается как при более высоком, так и при более низком давлении | Эффективность увеличивается с увеличением давления | |
Грунтовка | Обязательно | Не требуется |
Расход (при постоянном давлении) | Константа | Пульсирующий |
Сдвиг (разделение эмульсий, суспензий, биологических жидкостей, пищевых продуктов) | Высокая скорость повреждает чувствительные к сдвигу среды | Низкая внутренняя скорость. Идеально подходит для перекачивания чувствительных к сдвигу жидкостей |
Каковы основные области применения центробежных насосов?
Центробежные насосы обычно используются для перекачки воды, растворителей, органических веществ, масел, кислот, оснований и любых «жидких» жидкостей как в промышленности, сельском хозяйстве, так и в быту. На самом деле, существует конструкция центробежного насоса, подходящая практически для любого применения с жидкостями с низкой вязкостью.
Тип центробежного насоса | Приложение | Особенности |
Герметичный насос | Углеводороды, химикаты, утечка которых не допускается | Бессальниковый; рабочее колесо, непосредственно прикрепленное к ротору двигателя; смачиваемые детали, содержащиеся в банке |
Насос с магнитным приводом | Бессальниковый; крыльчатка с приводом от тесно связанных магнитов | |
Насос измельчителя/измельчителя | Сточные воды промышленных, химических и пищевых производств/ сточные воды | Крыльчатка с зубьями для измельчения твердых частиц |
Циркуляционный насос | Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха | Компактная линейная конструкция |
Многоступенчатый насос | Применения высокого давления | Несколько рабочих колес для повышенного давления нагнетания |
Криогенный насос | Сжиженный природный газ, охлаждающие жидкости | Специальные строительные материалы, устойчивые к низким температурам |
Мусорный насос | Осушение шахт, карьеров, строительных площадок | Предназначен для перекачивания воды, содержащей твердые частицы |
Шламовый насос | Горнодобывающая промышленность, переработка полезных ископаемых, промышленные шламы | Предназначен для работы с высокоабразивными шламами и выдерживает их |
Резюме
Центробежный насос работает за счет передачи энергии вращения от одного или нескольких ведомых роторов, называемых рабочими колесами. Действие крыльчатки увеличивает скорость и давление жидкости и направляет ее к выпускному отверстию насоса. Благодаря простой конструкции центробежный насос хорошо понятен и прост в эксплуатации и обслуживании.
Конструкции центробежных насосов предлагают простые и недорогие решения для большинства применений с низким давлением и высокой производительностью, связанных с жидкостями с низкой вязкостью, такими как вода, растворители, химикаты и легкие масла. Типичные области применения включают водоснабжение и циркуляцию, ирригацию и перекачку химикатов на нефтехимических заводах. Насосы прямого вытеснения предпочтительны для применений, связанных с высоковязкими жидкостями, такими как густые масла и суспензии, особенно при высоком давлении, для сложных исходных материалов, таких как эмульсии, пищевые продукты или биологические жидкости, а также когда требуется точное дозирование.
Насосы – Лабораторное руководство по прикладной гидромеханике
В системах водоснабжения и водоотведения насосы обычно устанавливаются у источника для повышения уровня воды и в промежуточных точках для повышения давления воды. Компоненты и конструкция насосной станции жизненно важны для ее эффективности. Центробежные насосы чаще всего используются в системах водоснабжения и водоотведения, поэтому важно знать, как они работают и как их проектировать. Центробежные насосы имеют ряд преимуществ перед другими типами насосов, в том числе:
- Простота конструкции – без клапанов, без поршневых колец и т.д.;
- Высокая эффективность;
- Возможность работы с переменным напором;
- Подходит для привода от высокоскоростных первичных двигателей, таких как турбины, электродвигатели, двигатели внутреннего сгорания и т. д.; и
- Непрерывный разряд.
Центробежный насос состоит из вращающегося вала, соединенного с рабочим колесом, обычно состоящим из изогнутых лопастей. Рабочее колесо вращается внутри корпуса и всасывает жидкость через отверстие корпуса (точка 1 на рис. 10.1). Кинетическая энергия жидкости увеличивается за счет энергии, добавляемой крыльчаткой, и поступает в нагнетательный конец корпуса, имеющий расширяющуюся зону (точка 2 на рис. 10.1). Соответственно увеличивается давление внутри жидкости.
Рисунок 10.1: Схема типичного центробежного насосаПроизводительность центробежного насоса представлена в виде характеристических кривых на рисунке 10.2 и состоит из следующих элементов:
- Напор насоса в зависимости от нагнетания,
- Тормозная мощность (входная мощность) в зависимости от разрядки и
- КПД по сравнению с расходом.
Характеристические кривые коммерческих насосов предоставлены производителями. В противном случае насос необходимо испытать в лаборатории при различных условиях нагнетания и напора, чтобы получить такие кривые. Если один насос не может обеспечить расчетный расход и давление, можно рассмотреть возможность установки дополнительных насосов последовательно или параллельно с исходным насосом. Характеристические кривые насосов, подключенных последовательно или параллельно, должны быть построены, поскольку эта информация помогает инженерам выбрать необходимые типы насосов и их конфигурацию.
Во всем мире используется множество насосов для перекачивания жидкостей, газов или смесей жидкость-твердое. Насосы есть в автомобилях, плавательных бассейнах, лодках, водоочистных сооружениях, колодцах и т. д. Центробежные насосы обычно используются для перекачки воды, сточных вод, нефти и нефтехимии. Важно выбрать насос, который наилучшим образом соответствует потребностям проекта.
Целью этого эксперимента является определение рабочих характеристик двух центробежных насосов, когда они сконфигурированы как один насос, два насоса последовательно и два насоса параллельно.
Каждая конфигурация (один насос, два насоса последовательно и два насоса параллельно) будет протестирована при скоростях насоса 60, 70 и 80 об/сек. Для каждой скорости регулирующий клапан стенда будет полностью закрыт, открыт на 25 %, 50 %, 75 % и 100 %. Сборы воды будут производиться по времени для определения скорости потока для каждого испытания, а также будут получены оценки напора, гидравлической мощности и общей эффективности.
Для проведения эксперимента с насосами требуется следующее оборудование:
- Гидравлический стол P6100 и
- Секундомер.
Гидравлический стенд оснащен одним центробежным насосом, который приводится в действие однофазным двигателем переменного тока и управляется блоком управления скоростью. Вспомогательный насос и блок управления скоростью поставляются для повышения производительности стенда, чтобы можно было проводить эксперименты с насосами, подключенными последовательно или параллельно. На входе и выходе насосов устанавливаются манометры для измерения напора до и после каждого насоса. Для измерения входной электрической мощности насосов используется ваттметр [10].
7.1. Общая теория насосовРассмотрим насос, показанный на рис. 10.3. Работа, выполняемая насосом на единицу массы жидкости, приведет к увеличению напора, скоростного напора и потенциального напора жидкости между точками 1 и 2. Следовательно:
- работа насоса на единицу массы = Вт/м
- увеличение напора на единицу массы
- увеличение скоростного напора на единицу массы
- увеличение потенциального напора на единицу массы
в котором:
Вт : рабочий
М : масса
P : давление
: плотность
v : скорость потока
г : ускорение свободного падения
z : высота
Применение уравнения Бернулли между точками 1 и 2 на рис. 10.3 дает:
Поскольку разница между высотами и скоростями в точках 1 и 2 пренебрежимо мала, уравнение принимает вид:
Если разделить обе части этого уравнения на , получится:
.Правая часть этого уравнения — манометрический напор, H м , следовательно:
Рисунок 10. 3: Схема системы насос–трубопровод 7.2. Мощность и эффективностьГидравлическая мощность ( Вт ч ), подаваемая насосом жидкости, является произведением повышения давления и расхода:
Повышение давления, создаваемое насосом, может быть выражено в единицах манометрического напора,
Следовательно:
Общий КПД () насосно-моторного агрегата можно определить путем деления гидравлической мощности ( Вт ч ) на потребляемую электрическую мощность ( Вт i ), т.е.:
7.3. Один насос – производительность трубопроводной системыПри перекачивании жидкости насос должен преодолевать потери давления, вызванные трением в любых клапанах, трубах и фитингах в системе трубопроводов. Эта потеря напора на трение приблизительно пропорциональна квадрату скорости потока. Общий напор в системе, который должен преодолеть насос, представляет собой сумму полного статического напора и напора на трение. Общий статический напор представляет собой сумму статической высоты всасывания и статического напора нагнетания, который равен разности уровней воды напорного и исходного бака (рис. 10.4). График общего напора для системы трубопроводов называется системная кривая ; она наложена на кривую характеристики насоса на рис. 10.5. Рабочая точка для системы насос-труба возникает там, где пересекаются два графика [10].
Рисунок 10.4: Система насосов и трубопроводов с указанием статического и полного напоров: подъемный насос (слева), насос с затопленным всасыванием (справа)Рисунок 10.5: Рабочая точка системы насос-трубопровод 7.4. Насосы серии
Насосы используются последовательно в системе, в которой происходят значительные изменения напора без какой-либо заметной разницы в нагнетании. Когда два или более насосов подключены последовательно, расход всех насосов остается одинаковым; однако каждый насос вносит свой вклад в увеличение напора, так что общий напор равен сумме вкладов каждого насоса [10]. Для n насосов последовательно:
Составную кривую характеристики последовательно соединенных насосов можно получить, сложив ординаты (напоры) всех насосов для одинаковых значений подачи. Точка пересечения составной кривой характеристики напора и кривой системы обеспечивает рабочие условия (точка производительности) насосов (рис. 10.6).
7.5. Параллельные насосыПараллельные насосы полезны для систем со значительными колебаниями расхода и без заметного изменения напора. Параллельно каждый насос имеет одинаковый напор. Однако каждый насос вносит свой вклад в сброс, так что общий расход равен сумме вкладов каждого насоса [10]. Таким образом, для насосов:
Составная кривая характеристики напора получается путем суммирования производительности всех насосов при одинаковых значениях напора. Типичная кривая трубопроводной системы и рабочая точка насосов показаны на рис. 10.7.
Рисунок 10.6: Характеристики двух насосов серииРисунок 10. 7: Характеристики двух насосов, подключенных параллельно
8.1. Эксперимент 1: Характеристики одного насоса
a) Установите клапаны гидравлического стенда, как показано на рис. 10.8, для проведения испытания с одним насосом.
b) Запустите насос 1 и увеличивайте скорость до тех пор, пока скорость насоса не достигнет 60 об/сек.
c) Поверните регулирующий клапан стенда в полностью закрытое положение.
d) Запишите входное давление насоса 1 (P 1 ) и выходное давление (P 2 ). Запишите входную мощность по ваттметру (Wi). (При полностью закрытом регулирующем клапане расход будет нулевым.)
e) Повторите шаги (c) и (d), установив регулирующий клапан стенда на 25%, 50%, 75% и 100% открытия.
f) Для каждого положения регулирующего клапана измерьте расход, либо набрав соответствующий объем воды (минимум 10 литров) в мерный бак, либо с помощью ротаметра.
g) Увеличивайте скорость до тех пор, пока насос не начнет работать со скоростью 70 об/сек и 80 об/сек, и повторите шаги с (c) по (f) для каждой скорости.
Рисунок 10.8: Конфигурация клапанов гидравлического стенда для испытаний с одним насосом. 8.2. Эксперимент 2: Характеристики двух насосов в серииa) Установите клапаны гидравлического стенда, как показано на рис. 10.9, для проведения последовательных испытаний двух насосов.
b) Запустите насосы 1 и 2 и увеличивайте скорость до тех пор, пока скорость насосов не достигнет 60 об/сек.
c) Поверните регулирующий клапан стенда в полностью закрытое положение.
d) Запишите входное давление насосов 1 и 2 (P 1 ) и выходное давление (P 2 ). Запишите входную мощность насоса 1 по ваттметру (Wi). (При полностью закрытом регулирующем клапане расход будет нулевым.)
e) Повторите шаги (c) и (d), установив регулирующий клапан стенда на 25%, 50%, 75% и 100% открытия.
f) Для каждого положения регулирующего клапана измерьте расход, либо набрав соответствующий объем воды (минимум 10 литров) в мерный бак, либо с помощью ротаметра.
g) Увеличивайте скорость до тех пор, пока насос не начнет работать со скоростью 70 об/сек и 80 об/сек, и повторите шаги с (c) по (f) для каждой скорости.
Примечание: Показания ваттметра должны быть записаны для обоих насосов, при условии, что оба насоса имеют одинаковую входную мощность.
Рисунок 10.9: Конфигурация клапанов гидравлического стенда для насосов при серийных испытаниях. 8.3. Эксперимент 3: Характеристики двух насосов, включенных параллельноа) Сконфигурируйте гидравлический стенд, как показано на рис. 10.10, для параллельного проведения испытания насосов.
b) Повторите шаги (b)–(g) эксперимента 2.
Рисунок 10.10: Конфигурация гидравлических клапанов для параллельного подключения насосовПожалуйста, перейдите по этой ссылке для доступа к рабочей книге Excel этого руководства.
9.1. РезультатЗапишите свои измерения для экспериментов с 1 по 3 в таблицы необработанных данных.
Таблица исходных данныхОдиночный насос: 60 об/с | |||||
Клапан в открытом положении | 0% | 25% | 50% | 75% | 100% |
Объем (л) | |||||
Время (с) | |||||
Давление на входе насоса 1, P 1 (бар) | |||||
Давление на выходе насоса 1, P 2 (бар) | |||||
Потребляемая электрическая мощность насоса 1 (Wi) |
Одиночный насос: 70 об/с | |||||
Клапан в открытом положении | 0% | 25% | 50% | 75% | 100% |
Объем (л) | |||||
Время (с) | |||||
Давление на входе насоса 1, P 1 (бар) | |||||
Давление на выходе насоса 1, P 2 (бар) | |||||
Потребляемая электрическая мощность насоса 1 (Wi) |
Одиночный насос: 80 об/с | |||||
Клапан в открытом положении | 0% | 25% | 50% | 75% | 100% |
Объем (л) | |||||
Время (с) | |||||
Давление на входе насоса 1, P 1 (бар) | |||||
Давление на выходе насоса 1, P 2 (бар) | |||||
Потребляемая электрическая мощность насоса 1 (Wi) |
Два последовательно соединенных насоса: 60 об/с | |||||
Клапан в открытом положении | 0% | 25% | 50% | 75% | 100% |
Объем (л) | |||||
Время (с) | |||||
Давление на входе насоса 1, P 1 (бар) | |||||
Давление на выходе насоса 1, P 2 (бар) | |||||
Потребляемая электрическая мощность насоса 1 (Wi) | |||||
Давление на входе насоса 2, P 1 (бар) | |||||
Давление на выходе насоса 2, P 2 (бар) | |||||
Потребляемая электрическая мощность насоса 2 (Wi) |
Два последовательно соединенных насоса: 70 об/с | |||||
Клапан в открытом положении | 0% | 25% | 50% | 75% | 100% |
Объем (л) | |||||
Время (с) | |||||
Давление на входе насоса 1, P 1 (бар) | |||||
Давление на выходе насоса 1, P 2 (бар) | |||||
Потребляемая электрическая мощность насоса 1 (Wi) | |||||
Давление на входе насоса 2, P 1 (бар) | |||||
Давление на выходе насоса 2, P 2 (бар) | |||||
Потребляемая электрическая мощность насоса 2 (Wi) |
Два последовательно соединенных насоса: 80 об/с | |||||
Открытое положение клапана | 0% | 25% | 50% | 75% | 100% |
Объем (л) | |||||
Время (с) | |||||
Давление на входе насоса 1, P 1 (бар) | |||||
Давление на выходе насоса 1, P 2 (бар) | |||||
Потребляемая электрическая мощность насоса 1 (Wi) | |||||
Давление на входе насоса 2, P 1 (бар) | |||||
Давление на выходе насоса 2, P 2 (бар) | |||||
Потребляемая электрическая мощность насоса 2 (Wi) |
Два насоса параллельно: 60 об/с | |||||
Клапан в открытом положении | 0% | 25% | 50% | 75% | 100% |
Объем (л) | |||||
Время (с) | |||||
Давление на входе насоса 1, P 1 (бар) | |||||
Давление на выходе насоса 1, P 2 (бар) | |||||
Потребляемая электрическая мощность насоса 1 (Wi) | |||||
Давление на входе насоса 2, P 1 (бар) | |||||
Давление на выходе насоса 2, P 2 (бар) | |||||
Потребляемая электрическая мощность насоса 2 (Wi) |
Два насоса параллельно: 70 об/с | |||||
Клапан в открытом положении | 0% | 25% | 50% | 75% | 100% |
Объем (л) | |||||
Время (с) | |||||
Давление на входе насоса 1, P 1 (бар) | |||||
Давление на выходе насоса 1, P 2 (бар) | |||||
Потребляемая электрическая мощность насоса 1 (Wi) | |||||
Давление на входе насоса 2, P 1 (бар) | |||||
Давление на выходе насоса 2, P 2 (бар) | |||||
Потребляемая электрическая мощность насоса 2 (Wi) |
Два насоса параллельно: 80 об/с | |||||
Клапан в открытом положении | 0% | 25% | 50% | 75% | 100% |
Объем (л) | |||||
Время (с) | |||||
Давление на входе насоса 1, P 1 (бар) | |||||
Давление на выходе насоса 1, P 2 (бар) | |||||
Потребляемая электрическая мощность насоса 1 (Wi) | |||||
Давление на входе насоса 2, P 1 (бар) | |||||
Давление на выходе насоса 2, P 2 (бар) | |||||
Потребляемая электрическая мощность насоса 2 (Wi) |
- Если использовался объемный мерный бак, то рассчитать расход из:
- Скорректируйте измерение подъема давления (давление на выходе) на насосе, добавив 0,07 бар, чтобы учесть разницу в высоте 0,714 м между точкой измерения давления на выходе насоса и фактическим соединением на выходе насоса.
- Преобразуйте показания давления из бар в Н/м 2 (1 бар=10 5 Н/м 2 ), затем рассчитайте манометрический напор из:
- Рассчитайте гидравлическую мощность (в ваттах) по уравнению 6, где Q — в м 3 /с, в кг/м 3 , г в м/с 2 и H м в метре.
- Рассчитайте общий КПД по уравнению 7.
Примечание:
– Общий напор для последовательно соединенных насосов рассчитывается по уравнению 8b.
– Общий напор для параллельно включенных насосов рассчитывается по уравнению 9b.
– Суммарная электрическая потребляемая мощность для насосов, подключенных последовательно и параллельно, равна (Wi) pump1 +(Wi) насос2 .
- Обобщите свои расчеты в таблицах результатов.
Таблицы результатов
Одиночный насос: N (об/с) | |||||
Клапан в открытом положении | 0% | 25% | 50% | 75% | 100% |
Расход, Q (л/мин) | |||||
Расход, Q (м 3 /с) | |||||
Давление на входе насоса 1, P 1 (Н/м 2 ) | |||||
Скорректированное давление на выходе насоса 1, P 2 (Н/м 2 ) | |||||
Насос 1 Потребляемая электрическая мощность (Вт) | |||||
Напор насоса 1, Нм (м) | |||||
Насос 1 Гидравлическая мощность, Вт ч (Ватт) | |||||
Насос 1 Общий КПД, η 0 (%) |
Два последовательно соединенных насоса: N (об/с) | |||||
Клапан в открытом положении | 0% | 25% | 50% | 75% | 100% |
Расход, Q (л/мин) | |||||
Расход, Q (м 3 /с) | |||||
Насос 1 Давление на входе, P 1 (Н/м 2 ) | |||||
Скорректированное давление на выходе насоса 1, P 2 (Н/м 2 ) | |||||
Потребляемая электрическая мощность насоса 1 (Вт) | |||||
Давление на входе насоса 2, P1 (Н/м2) | |||||
Скорректированное давление на выходе насоса 2, P2 (Н/м2) | |||||
Потребляемая электрическая мощность насоса 2 (Вт) | |||||
Напор насоса 1, Нм (м) | |||||
Насос 1 Гидравлическая мощность, Втч (Ватт) | |||||
Напор насоса 2, Нм (м) | |||||
Гидравлическая мощность насоса 2, Втч (Ватт) | |||||
Габаритный напор, Нм (м) | |||||
Общая гидравлическая мощность, Втч (Ватт) | |||||
Общая потребляемая электрическая мощность, Wi (Вт) | |||||
Общий КПД обоих насосов, η 0 (%) |
Два насоса параллельно: N (об/с) | |||||
Клапан в открытом положении | 0% | 25% | 50% | 75% | 100% |
Расход, Q (л/мин) | |||||
Расход, Q (м 3 /с) | |||||
Давление на входе насоса 1, P 1 (Н/м 2 ) | |||||
Скорректированное давление на выходе насоса 1, P 2 (Н/м 2 ) | |||||
Потребляемая электрическая мощность насоса 1 (Вт) | |||||
Давление на входе насоса 2, P1 (Н/м2) | |||||
Скорректированное давление на выходе насоса 2, P2 (Н/м2) | |||||
Потребляемая электрическая мощность насоса 2 (Вт) | |||||
Насос 1 Напор, Нм (м) | |||||
Насос 1 Гидравлическая мощность, Втч (Ватт) | |||||
Напор насоса 2, Нм (м) | |||||
Гидравлическая мощность насоса 2, Втч (Ватт) | |||||
Габаритный напор, Нм (м) | |||||
Общая гидравлическая мощность, Втч (Ватт) | |||||
Общая потребляемая электрическая мощность, Wi (Вт) | |||||
Общий КПД обоих насосов, η 0 (%) |
Используйте предоставленный шаблон для подготовки лабораторного отчета для этого эксперимента. Ваш отчет должен включать следующее:
- Таблицы исходных данных
- Таблицы результатов
- График(и)
- Отобразите напор в метрах по оси Y в зависимости от объемного расхода, в литрах/мин по оси X.
- Отобразите гидравлическую мощность в ваттах по оси ординат в зависимости от объемного расхода, а по оси абсцисс — в литрах/мин.
- Отобразите эффективность в % по оси Y в зависимости от объемного расхода, в литрах/мин по оси X на ваших графиках.
На каждом из приведенных выше графиков покажите результаты для одного насоса, двух насосов, подключенных последовательно, и двух насосов, подключенных параллельно – всего три графика. Не соединяйте точки экспериментальных данных и используйте наилучшее соответствие для построения графиков
- Обсудите свои наблюдения и источники ошибок при подготовке характеристик насоса.
Центробежный насос — Аквапедия
Основные узлы центробежного насоса. Фото: Страница ресурсов инженеров-химиков
Центробежный насос.
Фото: ВОЗ.
Основными компонентами центробежного насоса являются быстровращающееся рабочее колесо и корпус. Вода поступает в центральное «ушко» крыльчатки, где центробежная сила выталкивает воду наружу, к корпусу. Кинетическая энергия воды частично преобразуется в полезное давление, которое нагнетает воду в напорную трубу. Вода, выходящая из центрального отверстия крыльчатки, создает всасывание, засасывающее воду из источника в насос. Рабочее колесо и соответствующая часть корпуса называются «ступенью».
Несколько ступеней могут быть объединены одним валом для увеличения общего давления (многоступенчатый насос). Вода проходит через последовательные ступени с увеличением давления на каждой ступени. Многоступенчатые центробежные насосы обычно используются, когда воду необходимо перекачивать на значительную высоту (200 м и более). Для работы в глубоких скважинах центробежный насос и электрический двигатель размещаются в одном блоке. Когда установка должна располагаться ниже уровня воды, потребуется погружной насос.
- 1 Подходящие условия
- 2 Строительство, эксплуатация и техническое обслуживание
- 2.1 Возможные проблемы
- 3 Затраты
- 4 Благодарности
Подходящие условия
Одним из ограничений центробежного насоса является то, что высота всасывания не может превышать 7 м над уровнем воды. Чтобы преодолеть это ограничение и сделать возможным размещение насоса выше предела всасывания, некоторые насосы впрыскивают струю воды во входное отверстие всасывающей трубы. Кинетическая энергия впрыскиваемой воды частично преобразуется в дополнительное давление, которое помогает поднять воду выше предела всасывания насоса.
Центробежные насосы не являются энергоэффективными, особенно в небольших диапазонах размеров (которые наиболее распространены для сельского водоснабжения). Центробежные насосы по-прежнему используются для накачки солнечной энергии, но поскольку электроника стала дешевле и сложнее, винтовые насосы стали более распространенными. Нередки случаи, когда центробежный насос оказывается слишком большим по размеру из-за того, что он был плохо выбран для его предполагаемой работы. Это приводит к значительным потерям энергии. Как правило, центробежные насосы с инверторами и двигателями переменного тока имеют КПД от 20 до 40%.
Строительство, эксплуатация и техническое обслуживание
Диапазон напора : Обычно от 4 до 50 м на ступень, с многоступенчатыми насосами до 200 м и более.
Выход : Варьируется в широких пределах, в зависимости от многих вариантов, доступных на рынке.
Область применения : Везде, где доступна мощность двигателя.
Товарные знаки : Grundfos; Сухая продажа; Старит; и другие.
Во время откачки следует проверять состояние двигателя, подачу воды насосом и температуру подшипников, а также сообщать о любых вибрациях. В некоторых системах клапаны необходимо закрывать вручную непосредственно перед выключением насоса, чтобы сохранить воду в системе. Большинство центробежных насосов не самовсасывающие, и если насосная станция работает всухую, в нее приходится заливать чистую воду. Впускное отверстие насоса следует обслуживать, а насос и двигатель содержать в чистоте. Записи о часах работы насоса, проблемах, обслуживании, техническом обслуживании и ремонте должны вестись в журнале учета.
Насос следует разбирать ежегодно, а напорный трубопровод вынимать из скважины и осматривать. Впускной экран, приемный клапан и трубная резьба должны быть проверены, и любая корродированная или поврежденная резьба должна быть повторно нарезана. Сильно проржавевшие трубы следует заменить. Для нижнего клапана может потребоваться новая резина, или его, возможно, придется заменить. Все другие виды ремонта, такие как замена подшипников или крыльчатки, являются дорогостоящими и должны выполняться квалифицированными специалистами.
По ряду причин центробежные насосы не подходят для обслуживания на уровне поселка. Для технического обслуживания насосов требуется организация, которая занимается обучением и надежностью обслуживающего персонала, а также сбором средств для поддержки эксплуатации и обслуживания насоса. В случае поломки насосный комитет должен иметь возможность быстро мобилизовать обученного местного механика. Центробежные насосы рассчитаны на определенные диапазоны расхода и давления, и важно, чтобы характеристики насоса и условия эксплуатации регулировались должным образом обученным персоналом. Пусковой крутящий момент центробежного насоса относительно низок, что является преимуществом для ветряных и солнечных электростанций.
Возможные проблемы
— мусор, песок или другие частицы могут попасть в насос, вызывая абразивные повреждения;
— забивается впускной патрубок, что приводит к кавитации;
— трубопроводная система повреждена сильными скачками давления воды, вызванными резким пуском и остановкой насоса;
— насос и двигатель плохо соосны, из-за чего быстро изнашиваются подшипники;
— основными ограничениями центробежного насоса являются его стоимость, необходимость обеспечения надежной подачи электроэнергии или топлива, а также потребность в квалифицированных специалистах для обслуживания и ремонта насоса.