Съдържание:

1.2- Видове водни помпи

2- Работни параметри

2.1- Мощност на помпата

2.3- Дизайн на стремежа

3- Процедура за изчисляване

3.1- Диаметър на тръбата

3.2- Манометрична височина

3.3- Избор на тип помпа

3.4- Проверка на липсата на кавитация

4- Пример за изчисление

Приложение № 1. - Каталози на водопроводи и тръби

? Полиетиленови (PE) тръби

? Полипропиленови тръби (PP-R)

? PVC тръби и фитинги

? Тръби от поцинкована черна стомана

? Тънки чугунени тръби

Приложение № 2. - Каталози на производителите на водни помпи

? SACI помпи

? Помпи WILO

РАЗВИТИЕ НА СЪДЪРЖАНИЕТО

1. Въведение

1.1- Основи

Водната помпа е хидравлична машина, чиято работа се основава на Принципът на Бернули, според която в идеален флуид без вискозитет, триене и несвиваем, който циркулира през затворен канал, енергията му остава постоянна във всяка точка от пътя си.

Енергията, която притежава течността в движение, се състои от три компонента:

? кинетична: това е енергията, която течността притежава поради скоростта си на движение;

? поток: свързан с налягането, което има;

? гравитационно: поради надморската височина на течността.

Тези три компонента на енергията са свързани със същите термини, които определят принципа на Бернули:

+ P + ρ · g · h = константа

v, скоростта на течността;

ρ, плътността на течността;

P, налягането на флуида по линията на потока;

ж, ускорението на гравитацията (9,81 m/s 2 );

з, е височината, която течността достига в посока на гравитацията от базова точка.

Е, водната помпа е хидравлична машина, която е способна да предава енергия на течността, която преминава през нея, превръщайки механичната енергия, която получава през своя вал, в "хидравлична" енергия за течността, увеличавайки скоростта, налягането или нейното височина или всички компоненти едновременно, според Принципа на Бернули.

1.2- Видове водни помпи

Според принципа на тяхното действие водните помпи се класифицират в две големи групи:

? Обемни или принудителни помпи

? Ротодинамични помпи

- Обемни или принудителни помпи:

Те се наричат ​​така, защото базират работата си на гориво, което генерира положително обем или изместване. Този тип помпа има камера, в която се помещава течността и чийто обем варира, когато помпата започне да работи.

Всъщност, когато стените на камерата изтласкват съдържащата се в нея течност, това води до повишаване на налягането й, увеличавайки енергията на течността.

На свой ред този тип помпа се подразделя на:

Алтернативи: те могат да бъдат бутало или мембрана и когато обемът, който ограничава течността, варира съответно от действието на бутало или мембрана. При този тип помпа движението на течността е непрекъснато, при пулсации, където засмукването и изпускането на водата се осъществява чрез координирано действие на клапаните.

водни

Фигура 1. Мембрана или мембранна помпа. Схема на работа

Въртящ се: при този тип помпа течността се движи вътре в камерата, от зона с ниско налягане до друга зона с високо налягане, където е изходът. В зависимост от горивото, което движи флуида, те могат да бъдат лопатеви, лопатеви, винтови или зъбни помпи.

Фигура 2. Зъбна помпа. Схема на работа

- Ротодинамични помпи:

В този тип помпа има едно или повече работни колела, които се въртят с висока скорост и изсмукват течността. Работното колело съобщава кинематичната енергия на въртене на флуида, който се хвърля с висока скорост към стените на волута, който при сблъсък преобразува част от кинематичната енергия, която пренася течността в налягане.

Фигура 3. Видове бегачи

Този тип машина генерира непрекъснат флуид, който се използва за подаване на високи дебити с умерено налягане.

В зависимост от пътя, следван от флуида при пускането му от работното колело, се различават няколко вида помпи:

- Радиален или центробежен: когато движението на течността следва път, перпендикулярен на оста на работното колело.

Фигура 4. Центробежна помпа. Схема на работа

- Аксиално: когато течността преминава през каналите на лопатките, следвайки път, съдържащ се в цилиндър. Използва се за преместване на големи количества вода.

Фигура 5. Аксиална помпа

- Диагонални или винтови: когато пътят на флуида се осъществява в друга посока между горните, т.е. в конус, коаксиален с оста на работното колело.

2- Работни параметри

2.1- Мощност на помпата

В помпеното оборудване консумираната от него мощност не е равна на мощността, която накрая се предава на флуида и това е наистина полезната мощност.

Всъщност теоретичната мощност или полезната мощност (Пу), който се предава на течност, била тя вода или друга, и която е инвестирана в осигуряване на поток (Въпрос:) и манометрична височина (З.), докато преминава през помпеното оборудване, се дава от следния израз:

Pu = ρ · g · Q · H

Пу, е мощността, предоставена на флуида, в W;

Въпрос:, е потокът от течност през помпата, в m 3/s;

З., е манометричната глава, получена от течността при преминаване през помпата, в м;

ρ, е плътността на течността, в kg/m 3;

ж, е ускорението на гравитацията: 9,81 m/s 2 .

Към продукта (ρg) се нарича специфично тегло (γ), така че предишният израз ще бъде както следва:

γ, специфичното тегло на течността, в N/m 3 .

В следващата таблица можете да се консултирате, за случая на вода, стойностите на специфичното тегло (γ в kg (сила)/dm 3 ) и налягане на парите (Pv), наричано още напрежение на парите (Телевизор Изразено в kg (сила)/cm 2 ) за различни температури на водата:

Таблица 1. Специфично тегло и напрежение на парите на водата

Мощността, изчислена от предишния израз, е теоретичната или полезната мощност (Пу), че течността ще придобие при преминаване през помпеното оборудване. Обаче помпеното оборудване се състои в допълнение към самата помпа и от задвижващ двигател (който може да бъде електрически или горивен), свързан чрез вал към помпата и спомагателните системи.

Най-накрая консумираната мощност (Пе) за цялото това помпено оборудване е по-висока от полезната мощност (Пу), тъй като ще е необходимо да се вземат предвид загубите и възвръщаемостта на всеки от компонентите, които се намесват.

Фигура 6. Електрическа моторна помпа

Всъщност на първо място имате мощността, която валът на помпата трябва да поеме (Pb), за захранване на потока (Въпрос:) и манометричната височина (З.), и чиято стойност е стойността, предоставена от следните изрази, според използваните мерни единици:

Въпрос:, е потокът, който задвижва помпата, в m 3/h;

З., е манометричната глава, получена от течността при преминаване през помпата, в м;

γ, е специфичното тегло на течността, в kg/dm 3;

ηH, е хидравличната ефективност, изразена като процент е/1;

ηV, е обемният добив, изразен като процент е/1.

Хидравлични характеристики (ηH) е информация, предоставена от производителя на помпата, и с нея се вземат предвид загубите на налягане поради триене на течността от стените на помпата, клапаните и работните колела. Би било равно на коефициента между манометричната височина, която течността действително постига, и тази, която би постигнала при липса на тези загуби.

Хидравличните показатели могат да бъдат оценени в следните стойности:

? между 0,95 и 0,97 за големи помпи с благоприятни условия на оттичане;

? между 0,85 и 0,88 за по-малки помпи и не твърде сложен дизайн.

Обемна ефективност (ηV) също са данни, предоставени от производителя на помпата, и по този начин се вземат предвид загубите поради изтичане на течност вътре в корпуса на помпата.

Обемната ефективност може да бъде оценена в следните стойности:

ї Какво мислите за този уебсайт?

Изпращайте вашите коментари и предложения

? между 0,97 и 0,98 за добре изпълнени помпи и голям дебит;

? между 0,94 и 0,96 за добре проектирани помпи и ниски дебити;

? между 0,89 и 0,92 за помпи с нормална производителност и малък дебит.

Обемната ефективност е силно обусловена от температурата, при която флуидът циркулира вътре в помпата (тъй като температурата влияе на хлабините между частите на помпата и следователно изтичането на течността, и най-вече степента на вискозитет). При много високи температури обемната ефективност може да спадне до 0,65 и 0,70.

По същия начин течовете и следователно обемната ефективност зависят от работното налягане на помпата. С увеличаване на налягането течовете се увеличават и следователно обемната ефективност на помпата намалява.

Следователно и след като се вземат предвид предишните загуби, които намаляват ефективността в помпата, връзката между полезната мощност (Пу), предавани на флуида и това, което помпата трябва да получи на своя задвижващ вал (Pb), е следното според всяко от предишните изпълнения:

(ηH) Y (ηV) са съответно хидравличните и обемните характеристики на помпата.

В друга посока, и в конкретния случай на водна помпа, задвижвана от електрически двигател, консумираната от мрежата електрическа енергия (Пе) или активната мощност е това, което е наистина интересно да се знае, защото изразява консумацията и обуславя дизайна на инсталацията. Тази мощност се изразява съгласно следните формулировки:

- За еднофазни двигатели:

- За трифазни двигатели:

√3 · U · I · cosφ

ИЛИ, е работното напрежение на електрическата мрежа, във волта (V);

Аз, е текущото изтегляне в статора, в ампери (ДА СЕ);

cosφ, е коефициентът на мощност.

Въпреки това, мощността, предлагана от електродвигателя (P.m) на изхода на вала е по-малко от консумираната електрическа мощност (Пе), поради механични загуби, които възникват в органите на трансмисията на двигателя. По този начин се получава, че:

където (ηM) е механичното представяне на двигателя, което отчита механичните загуби поради триене в лагерите на вала, загуби в органите за управление и предаване и др.

Механичните характеристики могат да бъдат оценени на следните стойности:

? между 0,94 и 0,96 за помпи, директно свързани към вала на двигателя, с високи дебити и внимателен дизайн и поддръжка;

? между 0,83 и 0,86 за малки помпи и с предаване чрез ремъци или зъбни колела между помпа и мотор.

И накрая и предвид всички предишни загуби, връзката между полезната мощност (Пу), предавани на течността и общата консумирана мощност от електрическата мрежа (Пе) от помпата ще бъдат свързани, както следва:

битие (ηG) общата производителност на помпеното оборудване, която включва ефекта от различните характеристики (хидравлични, обемни и механични) на всеки от горните компоненти.

2.2 - NPSH (ANPA)

Също наричан ANPA, или нетна положителна смукателна глава (на английски, NPSH Нетна положителна смукателна глава) е параметър, който определя разликата между налягането на течността в вала на работното колело и нейното налягане на парите при температурата на изпомпване.

Разглеждат се два вида NPSH:

- Налично NPSH (NPSHd): Това е характерен параметър за всяка инсталация и независим от използваната помпа. Изразът, който дефинира Налично NPSH е следното, получено от прилагането на принципа за запазване на енергията между свободната повърхност на течността и точката на засмукване:

Татко, е атмосферното налягане или налягането в смукателния резервоар, в кг/см 2;

Той има, е геометричната смукателна глава, в метри;

Настолен компютър, е загубата на налягане, причинена от засмукването (включва всички елементи, които изграждат смукателната верига: тръби, клапани, завои, аксесоари и др.), в метри;

Pv, е налягането на парите на течността при температура на изпомпване, в кг/см 2;

γ, е специфичното тегло на течността, в kg/dm 3 .

Атмосферно налягане (Татко), държани на повърхността на водата в смукателния резервоар, за тези резервоари, отворени към атмосферата, като кладенци, водоеми, басейни и др. Тя е променлива с топографската височина на земята, върху която е разположено находището. Ефектът от атмосферното налягане (Татко) с надморска височина може да се определи със следния израз:

Pa (m) = 10,33 - Надморска височина (m)/900

- Изисква се NPSH (NPSHr): Това е характерен параметър за типа на използваната помпа, представляващ данни, предоставени от производителя на помпата. Изразът, който дефинира Изисква се NPSH е следващата,

Hz, представлява минималното налягане, необходимо в областта непосредствено преди лопатките на работното колело на помпата, в метри;

той, е входната скорост на течността в помпата, в г-ца. Израз отива 2/2g представлява динамичния напор (налягане) на течността на входа на помпата, в метри.

Значението на познаването на тези параметри е жизненоважно за осигуряване на правилната работа на помпата и което позволява да се идентифицира най-критичният проблем, който може да възникне при нормалната работа на помпата, което е кавитация, или образуване на мехурчета в засмукването.

Всъщност водната помпа работи, като създава спад в налягането (вакуума) на входа на работното колело, което позволява на водата да се засмуква и да се задвижва към изхода. Този спад на налягането, който произхожда от засмукването на помпата, има граница и тази граница се определя от налягането на парите на течността, в случая на водата, при температурата, при която самата течност е по време на изпомпването.

От друга страна, ако вакуумът, който възниква при засмукването на помпата, е такъв, че остава под парното налягане на водата, тогава водата се изпарява, създавайки мехурчета пара, които затрудняват навлизането в помпата. В допълнение, когато тези мехурчета се срутят, те генерират пикове на налягане, които причиняват отпадъци в лопатките на работното колело, както и вибрации и шумове, които в крайна сметка причиняват сериозни механични повреди на помпата. Поради тази причина е жизненоважно да се избягват кавитационни явления при засмукване на помпата.

Е, има връзка, която гарантира, че помпата работи правилно, без да възникнат тези проблеми с кавитацията. За това е необходимо NPSH, наличен от инсталацията, да е по-голям от необходимия NPSH за целия работен обхват на помпата. Ако при необходимия NPSH е включен запас от 0,5 метра безопасност, условието за липса на кавитация ще бъде както следва:

NPSHd ≥ NPSHr + 0,5 m.

2.3- Дизайн на стремежа

В този раздел ще бъдат направени някои препоръки за смукателната зона на помпата, за да се максимизират нейните характеристики. Като цяло и като правило на добра практика се препоръчва:

? Ограничете възможно най-много присъствието на колена, смяна на посоката, клапани и аксесоари във всмукателната секция;

? Изпълнете тласъка нагоре, за да улесните изпускането на въздух;

? Поставете гъвкави фуги, за да избегнете разпространението на вибрации;

? Имате възвратен клапан или крачен клапан в смукателната тръба, за да предотвратите изпразването му при спиране на помпата.

Важен аспект е да се избегне на всяка цена образуването на турбулентност и вихри в близост до смукателната помпа, тъй като те могат да предизвикат навлизането на въздушни мехурчета през смукателната.

За да се гарантира, че това е изпълнено, се препоръчва да се спазват минималните дълбочини, посочени в следващата таблица, на които входното устие на смукателната тръба трябва да бъде потопено по отношение на повърхността на водата, в зависимост от скоростта, с която водата преминава през всмукателния канал.

Таблица 2. Минимална дълбочина на потапяне на смукателния отвор