Примите к сведению: для того, чтобы увеличить напор выходящей жидкости, необходимо увеличить диаметр крыльчатки или повысить обороты двигателя.

Блочные насосные станции от производителя

Определение переменных

• напор воды;
• необходимая потребляемая мощность;
• размер рабочего колеса;
• максимальная высота всасывания жидкости.

Итак, рассмотрим более детально каждый из показателей, а также приведем формулы расчета для каждого из них.

Расчет производительности центробежного насосного агрегата проводится согласно следующей формуле:

W = l1*(п*d1 – b*n)*c1 = l2*(п*d2 – b*n)*c2

Обозначение этой формулы следующее:
W – производительность насоса, измеряемая в м3/с;
l1,2 – ширина рабочего колеса соответственно по диаметрах d1,2;
d1 – диаметр всасывающего патрубка;
d2 – диаметр рабочего колеса;
b – толщина лопаток крыльчатки;
n – количество лопаток;
п – число «пи»;
с1,2 – меридианные сечения входящего и выходящего патрубков.

Создаваемый центробежным насосом напор воды рассчитывается по формуле:

N = (h3 – h2)/(p * g) + Ng + sp

Переменные в формуле обозначают:
N – высота напора, измеряемая в метрах;
h2 – давление в емкости забора жидкости, измеряемое в Па;
h3 – давление в емкости приема жидкости;
p – плотность жидкости, которая перекачивается насосом, измеряется в кг/м3;
g – постоянная величина, указывающая ускорение свободного падения;
Ng – показатель необходимой высоты подъема жидкости;
sp – сумма потерь напора жидкости.

Расчет необходимой потребляемой мощности производится по следующей формуле:

M = p*g*s*N

Переменные формулы означают:
M – необходимая потребляемая мощность;
p – плотность перекачиваемой жидкости;
g – величина ускорения свободного падения;
s – необходимый объем расхода жидкости;
N – высота напора.

Максимальная высота всасывания жидкости рассчитывается по формуле:

Nv = (h2 – h3)/(p * g) – sp – q2/(2*g) – k*N

Обозначение переменных следующее:
Nv – высота всасывания жидкости;
h2 – давление в емкости забора;
h3 – давление жидкости на лопатки крыльчатки;
p – плотность жидкости, которая перекачивается;
g – ускорение свободного падения;
sp – количество потерь во входящем трубопроводе при гидравлическом сопротивлении;
q2/(2*g) – напор жидкости во всасывающей магистрали;
k*N – потери, зависящие от прибавочного сопротивления;
k – коэффициент кавитации;
N – создаваемый насосом напор.

Пример применения формул

Задача. Определите потребляемую мощность центробежного насоса, если:

1. Агрегат перекачивает жидкость, плотность которой составляет 1210 кг/м3.
2. Необходимый расход жидкости составляет 6,4 м3/ч.
3. Жидкость перекачивается в резервуар с давлением 1,5 бар.
4. Разница высот составляет 12 метров.
5. Потери от сопротивления составляют 30, 6 м.

Решение.

Для начала рассчитываем напор, который создается центробежным насосом (используем формулу 2):
N = (h3 – h2)/(p – g) + Ng + sp = ((1,5 – 1)*105)/(1210*9,81) –12 +30,6 = 22,82 (м).

Чтобы найти потребляемую мощность насоса, воспользуемся формулой 3:
M = p*g*s*N = 1210*9,81*6,4/3600*22,82 = 481,56 (Вт).
Искомый результат найден.

Таким образом, в этой статье мы рассказали все нюансы вычисления мощности центробежного насоса. Надеемся, что информация, изложенная в статье, будет для вас полезной.

Смотрите видео, в котором показан порядок расчета рабочего колеса центробежного насоса:

Расчет производительности насосов

Производительность центробежных насосов зависит от размеров рабочего колеса, скорости его вращения и напора жидкости. С увеличением напора жидкости производительность насоса уменьшается. При свободном выходе жидкости из нагнетательного патрубка насос работает с максимальной производительностью.

Рабочая характеристика насоса (рис. 24), получаемая практическим путем, позволяет определять его производительность при заданном напоре.

Режим работы насоса при оптимальном к.п.д. обычно указывается в паспортной характеристике насоса заводом-изготовителем.

Полный напор жидкости, создаваемый центробежным насосом, можно ориентировочно определить по формуле

где v — окружная скорость рабочего колеса, м/сек;

g — ускорение силы тяжести, м/сек²;

n — число оборотов рабочего колеса в секунду;

R — радиус рабочего колеса, м.

Потребную мощность для работы центробежного насоса можно определить по формуле

где Q — производительность (подача) насоса, м³/ч;

Н — напор жидкости, м жидк. ст.;

р — плотность перекачиваемой жидкости, кг/м³;

n — механический к.п.д. насоса. Для лопастных насосов n=0,10÷0,15, для дисковых n=0,25÷0,30.

Расчетное значение N увеличивают для запаса мощности на 10-15%.

Рис. 24. Рабочая характеристика центробежного насоса.

Производительность поршневых насосов вычисляют по формуле

где F — площадь сечения цилиндра, м²;

S — ход плунжера, м;

n — число оборотов кривошипа в минуту;

m — число цилиндров;

n_об — объемный к.п.д. (n_об=0,7÷0,75).

Мощность, потребляемую плунжерным насосом, можно определить по формуле

где V — объемная производительность насоса, м³/ч;

р — плотность жидкости, кг/м³;

Н — высота подачи от уровня всасываемой жидкости до максимальной высоты нагнетательного трубопровода, м;

h — напор, необходимый для преодоления гидравлических сопротивлений в трубопроводе, м вод. ст.;

n_М, — механический к.п.д. насоса.

Объемную производительность роторных насосов с внешним зацеплением определяют по формуле

где q — объем между двумя смежными зубьями шестерен, м ³;

z — число зубьев шестерен;

n — число оборотов шестерни в минуту;

n_об — объемный к.п.д. (n_об=0,7÷0,8).

ПРИМЕРЫ. 9.1. Определить давление объемного насоса, мощность которого N — 3,3 кВт

9.1. Определить давление объемного насоса, мощность которого N — 3,3 кВт, при частоте вращения п = 1440 мин^¹, если его рабо­чий объем V₀= 12 см³, КПД — = 0,8, объемный КПД — ₀ = 0,9.

Решение. Определяем подачу насоса

9.2. Насос подает воду (р = 1000 кг/м³) по трубопроводу диаметром d = 150 мм на высоту h = 30 м (рис. 9.2). Определить КПД на­соса, если потребляемая им мощность N — 9 кВт, полный коэффициент сопротивления трубопровода

Решение. Секундная подача насоса

Средняя скорость жидкости в трубопроводе

Потери напора

Напор насоса

Полезная мощность

КПД насоса

9.3. При испытании насоса на воде измерены: вакуум на входе в насос р_вш= 20 кПа, избыточное давление на выходе из насоса р_ман= = 600 кПа, момент на валу М = 500 Н • м, частота вращения п — = 1500 мин^-1, расстояние по вертикали между точкой подключения вакуумметра и центром манометра = 0,7 м (рис. 9.2), подача на­соса Q = 10 л/с.

Определить КПД насоса, если диаметры всасывающего и напор­ного трубопроводов равны d_B= 100 мм, d_H= 70 мм.

Решение. Определим сначала скорости воды во всасывающем и нагнетательном трубопроводах

Вычислим напор данного насоса по формуле (9.2):

Полезную мощность определим по формуле (9.7):

Мощность насоса вычисляется по выражению (9.8):

Тогда КПД насоса

Давление, развиваемое насосом, вычислим по на­грузке на силовой гидроцилиндр с учетом потерь Давления:

Частота вращения вала насоса определится из выражения (9.6):

Частота вращения вала насоса определяется из выражения (9.6)

9.5. Центробежный насос подает воду (р ~= 1000 кг/м³) ) с расходом Q = 50 л/с на высоту h = 22 м (высота всасывания h_вс = 5 м).Коэффициенты гидравлического трения всасывающей и нагнетательной труб =0,03 суммарные коэффициенты местных сопротивлений для всасывающей и нагнетательной труб £_в = 10, £_н = 16, длины и диаметры обоих трубопроводов l_в — 30 м, l_н = 50 м, d_B= 0,2, м d_H = 0,16 м. Рассчитать вакуум и напор, развиваемые насосом

(рис. 9.2).

Решение. Вычисляем скорости для всасывающего и напорного трубопроводов

—

Вакуум на входе в насос найдем из уравнения Бернулли для сече­ний 0—0 -и 1—1 относительно плоскости О — О (рис. 9.2). Учи­тывая, что v₀=* 0, р₀ = р_а, z₀ — 0, v_x= v_B, a « 1, г_г — h_BC, полу­чаем:

Из уравнения Бернулли для сечений 2—2 и 3—3 (р₂ = р_кяа,
z_a = Л_вс, г₃ = к, р₃= р_а, v₂= у_н, v₃ = 0) аналогично находим из­быточное давление на выходе из насоса:

Напор насоса

9.6. При работе гидроцилиндра (рис. 9.3) диаметром D — 200 мм расход рабочей жидкости Q = 0,2 л/с,, давление в поршневой полости р — 10 МПа, противодавление в сливной (штоковой) полости р_пр= = 0,1 МПа. Определить полезную и потребляемую мощности гидро­цилиндра, если механический КПД ц_м= 0,95, объемный ri₀ = 1, гидравлический ri_r = 1, диаметр штока d = 80 мм.

Решение. Вычисляем скорость перемещения поршня гидроци­линдра

Усилие на штоке — это разность силы давления на поршень в поршневой полости и силы противодавления в штоковой полости

9.7. Поршень гидроцилиндра диаметром D = 100 мм поднимается вверх со скоростью v = 2 см/с, преодолевая усилие R = 100 кН (рис. 9.3). Определить подачу и давление насоса, а также полезную мощность гидроцилиндра, если механический и объемный КПД гидро­цилиндра т]_м = 0,98, т)₀ = 1, масса поршня со штоком т = 50 кг. Давлением жидкости в штоковой полости гидроцилиндра пренебречь.

Решение. Давление, развиваемое насосом, находим из условия рав­новесия поршня

9.8.Гидромотор развивает крутящий момент М = 100 Н • м при
частоте вращения п = 1800 мин^-1. Определить расход, давление и
мощность потока жидкости на входе в гидромотор, если его рабочий объем = 50 см³, механический КПД = 0,96, объемный КПД = 0,95, а давление жидкости на сливе = 80 кПа.

Решение. Перепад давления в гидромоторе находим из форму­лы (9.17):

Давление на входе в гидромотор определяем из формулы (9.3):

Расход рабочей жидкости через гидромотор находим по формуле (9.6) с учетом объемного КПД:

Мощность потока жидкости на входе в гидромотор

9.9.Определить КПД гидромотора, если давление жидкости на
входе р_г= 15 МПа, расход = 1,5 л/с, частота вращения вала п =
= -20 с^-1, крутящий момент М = 126 Н • м, давление на сливе р₂=
= 0,05 МПа, рабочий объем гидромотора = 70 см³.

Решение. Перепад давления в гидромоторе находим по форму­ле (9.3):

Механический КПД найдем из выражения (9.17):

Объемный КПД равен отношению идеальной и действительной по­дачи

КПД гидромотора

Дата добавления: 2015-08-26; просмотров: 745 | Нарушение авторских прав

Калькулятор расчета мощности насоса для скважины: погружные, поверхностные

В загородных домах подключиться к центральному водопроводу практически невозможно. Что же делать? Проводить собственную систему подачи воды, делать колодец или скважину. Второй вариант более удобный, но требует решения массы различных вопросов.

Как подобрать глубинный насос для скважины?

Благодаря нашим онлайн – калькуляторам расчета мощности насоса для скважин, можно за несколько минут решить заданный вопрос, учитывая несколько параметром для определения точности полученного ответа. Это будет справедливо для погружных и поверхностных насосов для скважин.

Параметры скважины:

• глубину;
• качество воды;
• объем воды, перекаченный за единицу времени;
• расстояние от уровня воды до поверхности грунта;
• диаметр трубы;
• ежедневный объем использованной жидкости.

Да, это дело очень хлопотное, требует точных инженерных подходов, а также исследование многих формул расчета мощности погружных и поверхностных насосов и таблиц, которые помогут точно определиться с необходимыми показателями.

Самостоятельный расчет мощности насоса

Как без профессиональной помощи подобрать насос для скважины по параметрам агрегата? Это возможно, в первую очередь, следует учитывать напор и расход скважины. Расход – объем воды за определенное количество времени, а напор – высота в метрах, на которую насос способен подавать воду.

Чтобы рассчитать мощность насоса для скважины необходимо взять средний показатель, норма воды на человека в сутки 1 кубометр, после умножить это число на количество проживающих людей в доме.

Пример расчета расчета мощности наноса для небольшого дома:

Вот и получается, семья из трех человек расходует 22 л в минуту, но следует учитывать и форс-мажорные обстоятельства, что увеличит потребность воды на человека. Потому некий средний показатель будет 2м кубических в сутки. Получается: 5 м кубических – ежедневный расход воды.

Далее определяется максимальная характеристика напора насоса, для этого высота дома в метрах увеличивается на 6 м и умножается на коэффициент потери напора в автономной системе водопровода, а это 1, 15.

Если идет расчет высоты на 9-метров дома, то делаем операцию расчета мощности наноса по формуле вот так: (9+6)*1.15=17,25. Это минимальная характеристика, теперь к расчетному напору нужно прибавить расстояние от зеркала воды в скважине до поверхности земли. Пусть будет число 40. Что получается? 40+17,25=57,25. Если источник водоснабжения находится от дома на 50 метров, то насос должен обладать силой напора: 57,25+5=62,25 метров.

Вот такая самостоятельная формула расчета мощности насоса для скважины в квт. Точно такие же цифры можно получить при онлайн расчете, с помощью несложной таблицы, в которую потребитель должен вписать данные про глубину скважины, зеркало воды, площадь участка, число проживающих людей в доме, а также предоставить дополнительную информацию о количестве душевых кабинок, раковин, ванной комнаты, умывальника, наличии стиральной машины, посудомойки и унитаза.

Расчеты делаются за один клик мышки. Они являются достоверными и актуальными на период действия полученных данных от потребителя.

Калькулятор расчёта мощности насоса для скважины

Советы специалистов по эксплуатации насосов

Что же еще нужно знать человеку, дабы качественно установить систему водоснабжения в доме? Насосы бывают нескольких типов: погружные, поверхностные, в виде станций.

1. Поверхностные – имеют невысокую стоимость, рассчитаны на работу без погружения в жидкость. Рекомендованы для работы до 7 метров, в противном случае вода будет грязной и некачественной.
2. Погружные – центробежные, надежные и производительные, помогают эффективно очистить воду от песка. На сегодняшний день это самые популярные и востребованные модели. Винтовые – работают не только в домашних условиях, но и в открытых водоемах.
3. Насосные станции.

Важно: недопустимо экономить на мощности насоса, таким образом, автономная система не сможет качественно промывать фильтры очистки, запуская дом грязную воду. Также нужно учитывать, что некоторые производители в паспорте изделия указывают максимальные характеристики товара, а нужно обращать внимание на номинальные параметры –  рабочие, дабы производительность была в норме, без подводных камней и других неприятностей.

Перед тем как сделать расчет мощности насоса для скважины, нужно позаботиться о качестве системы труб, которые будут пропускать воду при определенном напоре. Это металлические и полипропиленовые изделия. Последние – гораздо чаще используются в быту, но имеют низкую устойчивость при перепадах температур и давлении в системе.

Внимание: насос выбирается на долгое время, а потому важно хорошо ознакомиться со всеми рынковыми предложениями, выбирая известные марки с наличием сервисных центров по ремонту и обслуживанию Вашей системы.

Совет: лучше брать насос с автоматикой, если мотор перегреется, система самостоятельно остановится, в противном случае – выйдет из строя.

Делайте расчеты мощности погружного и поверхностного насоса для скважины на нашем сайте, и экономьте время при установке водонапорного агрегата.

Расчет мощности насосного агрегата — Технарь

Насосы – это гидравлические машины, преобразующие механическую энергию двигателя в энергию движущейся жидкости. Большая потребность в насосах и их широкое использование человечеством привело к разработке почти 300 типов насосов, которые отличаются не только конструктивными особенностями, но и принципом действия (центробежные, поршневые, винтовые, эжекторные, шестеренные, вибрационные и т.д.). Наиболее широкое применение нашли центробежные насосы, обладающие значительной производительностью, простотой конструкции и эксплуатации и относительно высоким КПД. В теории насосов существует ряд терминов и определений, принадлежащих насосам всех типов. На рис. 5.2 показана схема работы насоса, включенного в систему подачи воды из источника водоснабжения в напорный резервуар. При работе насоса во всасывающем трубопроводе и всасывающей камере создается вакуум, который обеспечивает подъем воды.

Этого вакуума должно хватить для подъема воды от уровня ее в источнике водоснабжения до оси насоса, и на преодоление всех потерь напора во всасывающей линии. Вертикальное расстояние от уровня воды до центра насоса называется геодезической высотой всасывания, потери напора во всасывающей линии называются потерями на всасывании. Жидкости, поступающей в насос, сообщается энергия, которая тратится на подъем жидкости до необходимого уровня и на преодоление сопротивлений напорного трубопровода. Вертикальное расстояние от оси насоса до уровня жидкости в напорном резервуаре называется геодезической высотой нагнетания, потери напора в напорной линии – потерями при нагнетании. Полный напор, который создает насос – это разность удельных энергий потока жидкости в сечениях 1-1– конец всасывающего, и 2-2 – начало нагнетательного трубопроводов. В этих сечениях обычно устанавливают вакуумметр и манометр.

Принимая в качестве плоскости сравнения уровень жидкости в питающем колодце, можно записать:

, (5.8)

, (5.9)

здесь Z_ми Z_в –высоты расположения манометра и вакуумметра;

Р₁, Р₂ – абсолютное давление во всасывающем и нагнетательном трубопроводах в сечениях 1-1 и 2-2;

— скорость жидкости во всасывающем и нагнетательном трубопроводах.

Вакуумметр показывает вакуум на входе в насос, манометр – избыточное давление на выходе из насоса:

Р_вак = Р_ат – Р₁.

Р_изб = Р₂ – Р_атм.

Если показания вакуумметра и манометра выразить в виде напора (в метрах водяного столба), то можно записать:

Отсюда 

(5.10)

Подставляя эти значения в уравнение (125), получим

(5.11)

Следует заметить, что обычно манометр и вакуумметр стремятся расположить на одном уровне и тогда Z_м – Z_вак = 0.

Сумму показаний (Н_ман + Н_вак) выраженных в метрах называют манометрическим напором насоса. И, если диаметры всасывающего и нагнетательного трубопроводов одинаковы, то полный напор насоса будет равен напору манометрическому:

Н = Н_ман + Н_вак. (5.12)

Объем жидкости, который подает насос в единицу времени, называется производительностью насоса Q, м³/с.

Полезная мощность насоса, т.е. та мощность, которая передается насосом жидкости для подъема ее и перемещении с преодолением всех сопротивлений:

, Вт, (5.13)

здесь Н – полный напор насоса, м;

Q – производительность насоса, м³/с;

Р – давление, вырабатываемое насосом, Па.

Давление, вырабатываемое насосом, обычно определяют как сумму показаний манометра и вакуумметра.

Мощность, потребляемая насосом, естественно, будет больше полезной мощности:

, Вт, (5.14)

где η — кпд насоса, учитывающий потери мощности в самой конструкции насоса.

С учетом потерь мощности в передаче и электродвигателе мощность насосного агрегата составит:

, (5.15)

где — кпд передачи и электродвигателя;

К – коэффициент запаса, значение которого зависит от величины полезной мощности.

При < 50 кВт К 1,15…1,25.

При > 50 кВт К 1,05…1,10.

— EIT | Инженерный технологический институт: EIT

КПД центробежного насоса — это отношение гидравлической мощности, передаваемой насосом, к тормозной мощности, подаваемой на насос.

Гидравлическая мощность (выходная мощность насоса):

Центробежный насос потребляет энергию для создания давления нагнетания и подачи потока. Следовательно, гидравлическая мощность насоса зависит от этих двух параметров. Выходная мощность насоса = (P2 – P1) * QP2: Давление нагнетания насоса в Н / м2 P1: Давление на всасывании насоса в Н / м2 Q: Расход насоса в м3 / с

Мощность в лошадиных силах (мощность, подаваемая на насос):

Это мощность, передаваемая насосу через электродвигатель.Выходная мощность электрического привода рассчитывается по формуле: Потребляемая мощность на насос = 1,732 * В * I * PF * КПД двигателя * КПД соединения V: Измеренное напряжение двигателя в Вольтах I: Измеренный ток двигателя в Амперах PF: Коэффициент мощности КПД двигателя может быть рассматривается как проектный КПД или может быть получен из данных расчета КПД двигателя путем испытаний. КПД сцепления получен из Руководства поставщика.

Уравнение КПД центробежного насоса

КПД центробежного насоса = Выходная мощность насоса / Потребляемая мощность насоса * 100

КПД центробежного насоса и температура нагнетания

Фактическая мощность, необходимая для насоса, также может быть получена из теплового баланса насос.Разница между выходным тепловым потоком и входным тепловым потоком — это фактическая мощность, необходимая для насоса. Это указывает на то, что снижение эффективности центробежного насоса увеличивает температуру жидкости на выходе насоса

Факторы, влияющие на эффективность центробежного насоса

1. В рециркуляционных линиях поддерживается минимальный тепловой поток, чтобы избежать кавитации во время работы насоса с низким расходом. Это также приведет к снижению эффективности.
2. Шероховатость внутренней поверхности.Гладкая поверхность внутренних частей насоса обеспечивает высокий КПД.
3. Увеличение зазоров компенсационных колец снижает эффективность центробежного насоса. Использование компенсационных колец уменьшает зазор между рабочим колесом насоса и корпусом насоса
4. Увеличение вязкости снижает КПД насоса
5. Механические потери в муфтах, подшипниках, сальниках и т. Д. Снижают КПД
6. Обрезка рабочего колеса также снижает КПД

Источник: https: // chemicalengineeringsite.в / центробежный-насос-расчет эффективности

Как рассчитать мощность насоса в лошадиных силах

Хотя насосы очень разнообразны по своей сложности, их основная функция и эффективность измеряются с точки зрения мощности. Технические приложения используют ватты или киловатты в качестве единицы измерения, но популярная культура требует, чтобы механическая мощность также рассчитывалась в лошадиных силах.

Ниже приводится базовая разбивка этого расчета мощности центробежных насосов, а также интерактивный инструмент, который позволяет вам увидеть взаимосвязь между различными переменными и мощностью.

Во-первых, мы должны определить различные переменные и константы, которые мы будем использовать в наших вычислениях.

Напор:
Вертикальное расстояние, пройденное жидкостью через систему. Для упрощения расчетов потери на трение в трубе не учитываются.

Производительность:
Скорость потока через систему в галлонах в минуту

Удельный вес:
Относительный удельный вес жидкости в системе.Вода имеет значение удельного веса 1.

8,33 фунта / галлон:
Постоянный вес одного галлона воды. Взаимодействуя со значением удельного веса, эта постоянная обеспечивает основу для выполненной работы

33000 фунт-фут / мин :
Одна (1) лошадиная сила определяется как отображение 1 фунта на расстоянии 33000 футов за одну минуту.

После того, как эти переменные определены, достаточно просто применить их для расчета мощности и вычесть единицы измерения до тех пор, пока мы не достигнем желаемой выходной мощности в лошадиных силах.

По сути, работа — это продукт силы и перемещения:

$$ Работа = Сила * Смещение $$

And Power — это расчет работы во времени;

$$ Power = {Work \ over Time} $$, что совпадает с $$ Power = {Force * Displacement \ over Time} $$

Мы можем вставить наши предварительно определенные переменные в это уравнение со следующими заменами.

Мощность в лошадиных силах составляет 33000 фунт-футов в минуту

Force — это результат нашей вместимости , постоянного веса ( 8.{фунт-фут. \ сверх мин.} = {Напор * Вместимость * 8,333 * Удельный вес \ сверх мин.} $$

После того, как эти переменные введены, мы можем разделить обе части на постоянную 33 000 фунт-фут / мин и еще больше упростить константы в правой части. $$ {8.3333 \ более 33 000} = {1 \ более 3960} $$

Это дает нам окончательное уравнение мощности:

$$ HP = {Напор * Вместимость * Удельный вес \ свыше 3960} $$

Используйте этот инструмент, чтобы увидеть, как изменения этих переменных влияют на общую выходную мощность.

Ищите будущие блоги, где мы продолжим этот расчет и увидим, как мы можем рассчитать эффективность насоса на основе соотношения между входной и выходной мощностью.

Расчет насосов — Инженерное мышление