Перепад давления на насосе: Давление насосов

Энергетическое образование

6. Регулирование насоса

Кроме того, иногда нет необходимости выбирать насос, соответствующий оптимальной рабочей точке, так как требования системы постоянно меняются или с течением времени меняется характеристика системы. Поэтому лучшим вариантом может быть регулирование параметров насоса таким образом, чтобы они обеспечивали эксплутационные потребности системы. Наиболее популярные методы изменения параметров насоса следующие:

• Дроссельное регулирование;
• Регулирование байпасом;
• Изменение диаметра рабочего колеса;
• Регулирование скорости.

Метод регулирования выбирается исходя из величины начальных инвестиций в оборудование и расходов на эксплуатацию. В течение срока службы системы можно опробовать все методы регулирования, кроме одного — коррекции диаметра рабочего колеса. Очень часто для системы используется переразмеренный насос, мощность которого намного выше требуемой, и, следовательно, необходимо ограничить его производительность — прежде всего расход, и в некоторых случаях — максимальный напор.

Дроссельное регулирование. Задвижка устанавливается последовательно после насоса, позволяя регулировать рабочую точку. Она увеличивает сопротивление системы и снижает в ней расход. Без задвижки расход будет $Q_2$. С задвижкой, установленной последовательно с насосом, расход понижается до значения $Q_1$. Задвижки могут использоваться для ограничения максимального расхода. Например, расход никогда не будет выше значения $Q_3$, даже если характеристика системы будет абсолютно пологой, что означает отсутствие в системе какого-либо сопротивления. При регулировании параметров дроссельным методом насос будет обеспечивать более высокий напор, чем необходимо для данной системы. При замене насоса с задвижкой на меньший насос, последний обеспечит желаемый расход $Q_1$, но при более низком напоре и, следовательно, с меньшим энергопотреблением.

Регулирование байпасом. Задвижка байпасного (перепускного) трубопровода устанавливается параллельно с насосом и используется для регулирования его параметров. По сравнению с обычной задвижкой, устанавливаемой за насосом, байпасирование обеспечит определенный минимальный расход $Q_{бп}$ насоса, независимо от характеристик системы. Расход насоса $Q_Н$ равен сумме расхода системы $Q_С$ и расхода через байпасный трубопровод $Q_{бп}$. Задвижка на байпасе будет обеспечивать максимально допустимый напор в системе $Н_{макс}$. Даже если требуемое значение расхода в системе равно нулю, насос никогда не будет работать на закрытую задвижку. Как и в случае с дроссельным регулированием, требуемое значение расхода системы $Q_С$ может быть обеспечено меньшим насосом и без перепуска; в результате расход через насос будет ниже и, следовательно, потребление электроэнергии тоже снизится.

Коррекция диаметра рабочего колеса. Другим способом регулирования параметров центробежного насоса является коррекция диаметра рабочего колеса: при его уменьшении происходит снижение рабочих характеристик. Очевидно, что уменьшение диаметра рабочего колеса не может быть произведено во время работы насоса. По сравнению с дроссельным и байпасным методами регулирования, которые можно проводить во время работы насоса, коррекция диаметра рабочего колеса должна быть выполнена до монтажа насоса или во время проведения ремонтных работ.

Последний способ регулирования — регулирование скорости. Регулирование скорости с помощью преобразователя частоты, вне всяких сомнений, является наиболее эффективным способом регулирования характеристик насоса. Расход насоса $Q$ прямо пропорционален его скорости вращения $n$. Напор насоса $Н$ прямо пропорционален квадрату скорости вращения, а мощность его прямо пропорциональна кубу скорости вращения. На практике снижение скорости вращения насоса приводит к уменьшению его КПД.

Сравнение методов регулирования.

Регулирование по постоянному давлению. Насос должен подавать воду из резервуара в различные части здания. Требования к расходу воды в данном случае будут постоянно меняться, следовательно, и характеристика системы будет меняться в соответствии с потребным расходом. Для экономии энергии и удобства потребителя необходимо, чтобы в системе было постоянное давление. Решением в этом случае будет установка регулируемого насоса с PI-регулятором. PI-регулятор сравнивает установленное значение давления руст с фактическим значением $p_1$, измеренным с помощью датчика давления РТ. Если же фактическое давление выше, чем установленное значение, PI-регулятор снижает скорость насоса и, следовательно, его параметры, до тех пор, пока не установится равенство $p_1 = p_{уст}$. PI-регулятор изменяет скорость от значения $n_{h2}$ до $n_{h3}$, гарантируя при этом, что давление на выходе системы $p_1 = p_{уст}$. Такая насосная система гарантирует постоянное давление в диапазоне расхода от $0$ до $Q_{макс}$. Давление воды в точке водоразбора не зависит от ее уровня $h$ в резервуаре. Если происходит изменение уровня воды $h$, PI-регулятор изменяет скорость насоса таким образом, что давление $p_1$ всегда соответствует установленному значению.

Регулирование по постоянной температуре. Изменение параметров системы с помощью регулирования скорости насоса используется во многих областях промышленности. На рисунке представлена система формовочной машины, которая должна непрерывно охлаждаться водой для получения продукта высокого качества. Эта машина охлаждается водой с температурой 15°С, поступающей из холодильной установки. Чтобы данная формовочная машина работала качественно и охлаждалась достаточным образом, температура в обратном трубопроводе должна поддерживаться на постоянном уровне — $t_{обр} = 20$°С. Для этого необходимо установить регулируемый по температуре насос, управляемый с помощью PI-регулятора. PI-регулятор сравнивает установленную температуру $t_{уст}$ с фактической температурой в обратном трубопроводе $t_{обр}$, которая измеряется с помощью датчика температуры ТТ. Такая система имеет фиксированную характеристику, и, следовательно, рабочая точка насоса находится на характеристике между значениями расхода $Q_{мин}$ и $Q_{макс}$. Чем выше потери тепла в установке, тем больший расход холодной воды необходим для поддержания температуры воды в обратном трубопроводе на уровне 20°С.

Регулирование по постоянному перепаду давления в циркуляционной системе. Регулируемые насосы широко используются в циркуляционных (закрытых) системах. Если система оснащена регулируемыми по перепаду давления циркуляционными насосами, она будет обладать определенными преимуществами. На рисунке представлена система обогрева, в которую входит теплообменник, где вода в системе нагревается и доставляется к трем потребителям (например, радиаторам) с помощью регулируемого насоса. Регулировочный вентиль соединен с каждым радиатором последовательно для регулирования расхода через радиатор в зависимости от того, какая температура необходима потребителю. Насос регулируется по постоянному перепаду давления, измеряемому на насосе. Это означает, что система обеспечивает постоянный перепад давления на насосе в Q-диапазоне от $0$ до $Q_{макс}$.

Применение насосов со встроенным преобразователем частоты является оптимальным решением во многих производственных отраслях.

Стоимость жизненного цикла насоса — это выражение, определяющее общую стоимость насоса на протяжении его срока службы: сколько стоит покупка, установка, работа, обслуживание, утилизация и т.д. В абсолютном большинстве случаев энергопотребление является основной составляющей стоимости жизненного цикла насосной системы, если насос работает более чем 2000 часов в год.

Фактически около 20% от мирового потребления электроэнергии используется в насосных системах.

Напор насоса это? Как определить напор погружного, поверхностного или циркуляционного насоса.

Содержание статьи

Напор: определение и характеристика

Напор является одной из основных характеристик насоса.

Напором называют приращение механической энергии, получаемой каждым килограммом жидкости, проходящей через насос, т.е. разность энергии при выходе из насос и при входе в него.

Физическую сущность напора легко понять вспомнив основы гидромеханики. Если к всасывающему патрубку насоса, берущего жидкость из ёмкости, расположенной выше его оси, подключить трубку полного напора, то уровень жидкости в ней будет поднят на некоторую высоту над осью насоса. Эта высота называется полным напором и определяется формулой

Н = p / (ρ*g)

где р – давление в насосе
ρ – плотность среды

На бытовом уровне напором называют давление насоса. И для наглядности давление насоса – это высота, на которую насос может поднять столб жидкости.

Напор имеет линейную размерность – метр.

При подборе насоса напорная характеристика является одной из ключевых, ведь при недостаточном напоре, из крана не будет течь вода, а при слишком высоком напоре может не выдержать водопроводная трасса.

Напор и подача, которые создает насос взаимно связаны. Такую взаимосвязь графически изображают в виде кривой которая называется характеристика насоса. По одной оси графика откладывают напор(в метрах) по другой оси – подачу насоса(в м³/ч).

У каждого насоса – своя характеристика и заданная производителем рабочая точка. Рабочая точка – точка в которой уравновешены полезная мощность насоса и мощность потребляемая водопроводной сетью. По мере изменения подачи – меняется и напор.

При уменьшении подачи напор увеличивается, а при увеличении – уменьшается. Найти оптимальную рабочую точку – это основная задача при эксплуатации насоса.

Напор скважинного и погружного насоса

Расчет требуемого напора скважинного насоса определяется по формуле:

H = Hвысота + Hпотери + Hизлив , где

Hвысота – перепад высот между местом, где расположен насос и наивысшей точкой системы водоснабжения;

Hпотери – гидравлические потери в трубопроводе. Гидравлические потери в трубопроводе связаны с трением жидкости о стенки труб, падением давления на поворотах и других фитингах. Такие потери определяются по экспериментальным или расчетным таблицам.

Hизлив — свободный напор на излив, при котором удобно пользоваться сантехническими приборами. Данное значение необходимо брать в диапазоне 15 – 20 м, минимальное значение 5 м, но в этом случае вода будет подаваться тонкой струйкой.

Все описанные выше параметры измеряются в метрах.

Напор дренажного и поверхностного насоса

Поверхностный насос предназначен для подачи воды из неглубоких колодцев или скважин. Так же поверхностные самовсасывающие насосы используют для подачи воды из открытых источников или баков. Такие насосы располагаются непосредственно в помещениях, а в источник с водой проводят трубопровод.

1 Вариант: источник с водой расположен выше насоса. Например, какой-то бак или водонапорный резервуар на чердаке дома. Тогда напор насоса определяется по формуле:

H = Hвысота + Hпотери + Hизлив — Hвысота бака , где

Hвысота бака – расстояние (высота) между баком запаса воды и насосом

2 Вариант: насос расположен выше источника воды. Например, насос расположен в доме и тянет воду из колодца или скважины. Тогда напор насоса определяется по формуле:

H = Hвысота + Hпотери + Hизлив + Hисточник, где

Hисточник – расстояние (перепад высот) между источником воды (скважина, колодец) и насосом.

Напор циркуляционного насоса для отопления

Циркуляционные насосы используются в системах отопления домов, для обеспечения принудительной циркуляции теплоносителя. Расчет циркуляционного насоса – очень ответственная и сложная задача, которую рекомендуется отдать специализированным учреждениям, так как для расчетов необходимо знать точные теплопотери дома.

Напор циркуляционного насоса для отопления зависит не от высоты здания, а от гидравлического сопротивления трассы.

H = (R * L + Zсумма) / ( p * g ) , где

R – потери на трение в прямом трубопроводе, Па/м. По результатам опытов сопротивление в прямом трубопроводе равно 100 – 150 Па/м.

L – общая длина трубопровода, м.

Zсумма – коэффициенты запаса для элементов трубопровода

Z = 1,3 – для фитингов и арматуры;

Z = 1,7 – для термостатических вентилей;

Z = 1,2 – для смесителей или кранов, предотвращающих циркуляцию.

p – плотность перекачиваемой среды. Для воды = 1000 кг/м3

g – ускорение свободного падения, 9,8 м/с2.

Как видите определить требуемый именно Вам напор не составит большого труда, если отнестись к этой задаче с требуемым терпением и вниманием.

Способы увеличения напора насоса

Смонтировать насос, что может быть проще? Подключаем трубу к всасывающему патрубку, другую к напорному, подаем питание и вот можно пожинать плоды работы.

Давайте рассмотрим самые частые ошибки монтажа, устранение которых способствует увеличению напора насоса

С первого взгляда монтаж не представляет из себя трудоемкий процесс, но если заглянуть глубже, то следует учесть ошибки, которые способны значительно сократить срок службы оборудования.

Наиболее распространенные ошибки монтажа:

  диаметр трубопровода меньше диаметра всасывающего патрубка насоса. В этом случае увеличивается сопротивление во всасывающей магистрали, а как следствие уменьшение глубины всасывания насоса. Уменьшенный, по сравнению со всасывающим патрубком насоса, трубопровод не в состоянии пропустить тот объем жидкости на который рассчитан насос.

  подключение к всасывающей ветке обычного шланга. Этот вариант не настолько критичен, при условии размещения насоса небольшой производительности в нижней точке трассы. В других случаях насос за счет разряжения во всасывающей полости, создаваемого рабочим колесом, сожмет шланг, значительно уменьшив его сечение. Подача насоса значительно уменьшится, а может и совсем прекратиться.

  провисание трубы на горизонтальном участки или уклон в сторону от насоса на стороне всасывающего участка. При работе центробежного насоса необходимо, чтобы рабочее колесо постоянно работало в воде, т.е. рабочая камера насоса должна быть заполнена перекачиваемой средой. При провисании трубопровода или при отрицательном уклоне труб, жидкость из рабочей камеры выключенного насоса будет стекать в самую низкую точку трассы, а рабочее колесо будет крутиться в воздухе. Таким образом не будет движение среды в трубопроводе, а значит напор упадет до 0.

  большое число поворотов и изгибов в трубопроводе. Такой вариант монтажа приводит к увеличению сопротивления, а следовательно к уменьшению производительности

  плохая герметичность на всасывающем участке трубопровода. Плохая герметичность приводит к подсасыванию воздуха из окружающей среды в трубопровод, снижению напора и излишнему шуму при работе насоса.

В случае определения напора насоса необходимо помнить, что 1 метр напора, который насос создает в вертикальной трассе, равен 10 метрам по горизонтали. Например, если в горизонтальной трассе насос создает напор равный 30 метрам, то максимальный напор этого же насоса в случае монтажа в вертикальную трассу составит 300 метров

Вместе со статьей «Напор насоса это? Как определить напор погружного, поверхностного или циркуляционного насоса.» читают:

4. Определяют перепад давлений, развиваемый насосом для обеспечения функционирования гидромотора с заданной внешней нагрузкой и при работе в замкнутой цепи циркуляции рж

(5)

где — гидравлические потери давления при течении РЖ в трубопроводе между насосом и гидромотором (или гидромотором и насосом). Эти потери подлежат гидравлическому расчету и их значение не должно превышать 5% от рабочего давления на выходе насоса для обеспечения высокого значения общего КПД гидропривода, поэтому предварительно

или (6)

где коэффициент 2 учитывает потери в трубопроводах от насоса к гидромотору и от гидромотора к насосу.

Примечание 2: Формула (5) получена на основе следующих зависимостей:

1) перепад давлений на гидромоторе равен разности давлений на входе (нагнетании) и выходе (сливе)

2) давление нагнетания насоса равно сумме давлений нагнетания гидромотора и потере по длине трубопровода между насосом и гидромотором

3) давление на входе (всасывании) в насос равно разности давлений на выходе (сливе) из гидромотора и потерь по длине трубопровода между гидромотором и насосом

4) перепад давлений на насосе равен разности давлений на выходе (нагнетании) и входе в насос

Перепад давлений и давление нагнетания насоса не должны превышать номинальных значений согласно технической характеристике (таблица 2)

5. Определяют расход, который необходимо подвести к гидро-мотору от насоса для обеспечения максимальной скорости рабочего органа

(8)

где — подача насоса (фактическая, с учетом объемного КПД или коэффициента подачи), л/мин,

— максимальная частота вращения гидромотора, мин’,

— объемный КПД гидромотора, определяемый как частное от деления общего КПД на гидромеханический (таблица 1)

(9)

6. Определяют максимальную теоретическую подачу насоса

(10)

— объемный КПД насоса или коэффициент подачи, значение которого для современных конструкций насосов находится в пределах 0,9…0,98 (значением г)он задаются по данным таблицы 2).

7. Определяют рабочий объем насоса (предварительно), обеспечивающий требуемую подачу РЖ (8) при заданной максимальной частоте вращения приводящего двигателя

(11)

Где — максимальная частота вращения приводящего двигателя насоса, мин-1,

— 1,1- коэффициент, учитывающий износ гидромашин при эксплуатации.

Рабочий объем насоса уточняют по каталогу (таблица 2), округляя до ближайшего большего значения из номенклатурного ряда.

8. Определяют максимальную механическую мощность объемного гидропривода (встречаются также термины — выходная, эффективная и полезная мощность)

(12)

где значения крутящего момента [Н.м] и частоты вращения пмакс [мин’1] являются заданным.

9. Определяют максимальную потребляемую основным насосом мощность

(13)

где — перепад давлений на насосе (5), МПа,

— фактическая подача насоса, л/мин,

— КПД насоса (общий или полный),

— гидромеханический КПД основного насоса, определяемый как частное от деления общего КПД насоса на объемный (таблица 2)

(14)

10. Определяют потребляемую мощность насоса подпитки

(15)

где — рабочий объем насоса подпитки (таблица 2), ,

— номинальная частота вращения насоса подпитки (совпадает с

частотой вращения основного насоса, на хвостовике вала которого устанавливают привод насоса подпитки), мин-1,

= 2 МПа — давление нагнетания насоса подпитки, принимаемое одинаковым для всех типоразмеров насосов (вариантов),

= 0,9 гидромеханический КПД насоса подпитки, принимаемый одинаковым для всех типоразмеров насосов (вариантов),

— теоретическая подача насоса подпитки,

(16)

11. Определяем суммарную потребляемую мощность насосов (основного и подпитки)

(17)

Потребляемая насосами мощность не должна превышать потребляемой мощности по каталогу (таблица 2)

(18)

в противном случае необходим выбор гидромашин большего типоразмера или корректировка задания на проектирование, например, путем снижения максимальной частоты вращения гидромотора и, соответственно, скорости рабочего органа машины.

12. Определяют общий КПД объемного гидропривода

(19)

13. Определяют установочную мощность приводящего двигателя с применяемым на практике коэффициентом запаса

(20)

14. Выбор диаметра трубопроводов

Внутренний диаметр трубопровода определяют по формуле

(21)

где — теоретическое значение подачи РЖ насоса: _нт — для линий в основных магистралях; — для линий всасывания, нагнетания и слива насоса подпитки,

а в качестве значения d принимают: d_0СН — диаметр магистралей ос­новного насоса; d_вснп — всасывания насоса подпитки; d_ннп — нагнетания насоса подпитки, d_слнп — слива в гидробак,

[v] — допускаемая скорость течения рабочей жидкости, м/с, значение которой выбирают исходя из следующих рекомендаций по назначению максимальной скорости течения РЖ в трубопроводах, со­единениях трубопроводов и каналах объемных гидроприводов [ ]:

• для всасывающих трубопроводов [v] = 1,2 м/с или не более значения скорости (или не менее давления), установленного поставщи­ком насоса;

• для напорных трубопроводов [v] = 5 м/с;

• для сливных трубопроводов [v] = 4 м/с.

Примечание: В рассматриваемой объемной гидропередаче расче­ты при выборе диаметра трубопроводов основного насоса ведутся только для напорного (нагнетательного) трубопровода ([v] =5 м/с) в связи с реверсивностью конструкции. Диаметры трубопроводов округляют согласно значениям услов­ных проходов: при расчетном значении выше до 1 мм от стандартного значения — округляют в меньшую сторону; при расчетном значении более 1,1 мм округляют в большую сторону. Условным проходом гидроустройства называется округленный до ближайшего значения из установленного ряда диаметр круга, площадь которого равна площади характерного проходного сечения канала гидроустройства или площади проходного сечения присоединяемого трубопровода [41]. Условные проходы выбирают из ряда по ГОСТ 16516: 1,0; 1,6; 2,0; 2,5; 3,0; 4,0; 5,0; 6,0; 8,0; 10; 12; 16; 20; 25; 32; 40; 50; 63; 80; 100; 125; 160; 200 и 250 мм. Скорость во всасывающем трубопроводе жестко увязана с воз­можностями функционирования насосов без кавитации, скорости в на­порном и сливном трубопроводах устанавливают в результате расчета КПД гидропривода и выполнения условия (6), поэтому в гидроприводах высоких давлений скорости достигают 8 м/с и более.

15. Расчет объема гидробака

Для расчета минимального объема гидробака для объемного гидропривода с замкнутой цепью циркуляции РЖ применяют формулу, рекомендуемую фирмой <<SAUER-DANFOSS>>, в основе которой лежит концепция достаточности 30 с времени отстоя РЖ в гидробаке, за которое нерастворенный воздух будет удален в атмосферу через фильтр-сапун

(22)

где — теоретическое значение подачи насоса подпитки, л/мин.

16. Расчет и выбор маслоохладителя

Для расчета выделяемой тепловой мощности предлагается щенный метод путем определения потерь пропорционально потребляемой мощности насоса гидропривода

(23)

где — потребляемая суммарная мощность насоса объемного гидропривода (17), кВт.

По таблице 3 подбирают требуемый по рассеиваемой тепловой мощности охладитель и определяют расход РЖ, который необходимо прокачивать через охладитель и создаваемый при этом перепад давлений на охладителе при максимальном расходе. Так как охладители имеют ограничения по давлению на входе в [ рвх ] = 0,6 МПа, то необходимо подобрать трубопровод на выходе из охладителя соответствующего сечения. При этом давление на входе в охладитель не должно превышать допускаемого по прочности значения

(24)

где — перепад давлений между входом и выходом, МПа,

— потери давления по длине трубопровода на выходе из охладителя, которые определяют по формуле »

(25)

где L – длина сливного трубопровода, м,

— внутренний диаметр трубопровода (округленное до стандартного значение), мм,

Qнпт — расход рабочей жидкости (15), л/мин

Vвязк коэффициент кинематической вязкости РЖ, /с (сСт),

С целью упрощения расчетов и в связи с малостью перепада дав­лений на охладителе (не более 0,1 МПа в широком диапазоне значений вязкости при малых расходах РЖ, прокачиваемых насосом подпитки), принимают допускаемое значение потерь давления в трубопроводе в следующем виде

(26)

17.Выбор сорта рабочей жидкости. В качестве основного сорта рабочей жидкости для объемных гидроприводов типа ГСТ для мо­бильных машин рекомендуется масло минеральное типа МГЕ-46В, ТУ 38.001347-83 или масло для автоматических коробок передач типа «А», ТУ 38.10111282-89.

18. Выводы

18.1. В результате проведенных расчетов объемного гидроприво­да произведен выбор акисальнопоршневых гидромашин: гидромотор модели МП-90; насос модели НП-33

18.2. Объем гидробака составляет

18.3. Мощность маслоохладителя составляет

18.4. Диаметры трубопроводов: = 10.8 мм; =14.1мм; =9.7мм; =19.8мм.

Таблица 1 — Техническая характеристика аксиальнопоршневых гидро­моторов с наклонным диском

Таблица 2 — Техническая характеристика аксиальнопоршневых насосов с наклонным диском

Таблица 3 – Технические характеристики маслоохладителей серии ОК-LED фирмы «HYDAC» (ФРГ)

Примечания: 1. Р_охл [кВт] и Q_0ХЛ [л/мин] — отводимая тепловая мощность и требуемый при этом расход РЖ через маслоохладитель, соответственно;

19. Вычисление перепада давления на насосе.

Па;

Где идавление до и после насоса соответственно.

_{Вычисление местных потерь давления на форсунке.}

Па.

Использованная литература:

1. Александров Ю.Б., Кузьмин В.А., Панченко В. И.

Расчёт гидравлических систем: Учебное пособие.

Казань 2010

2. Березовский А. Б., Чефанов В.М.,

Расчет гидравлических систем: Учебное пособие к курсовой работе по механике жидкости и газа

Казань 2000.

Статьи: настройка реле давления и регулировка воздуха в гидроаккумуляторе

Реле давления — элемент который управляет работой насосной станции (например AQUAJET или AQUAJET-INOX) и который делает возможной её работу в автоматическом режиме. Реле давления имеет несколько характеристик:

• Давления включения (P_вкл) — это то давление (бар), при котором происходит включение насосной станции путем замыкания контактов в реле давления. Иногда давление включения еще называют „нижним“ давлением.
• Давление выключения (P_выкл) — это давление (бар), при котором происходит выключение насосной станции путем размыкания контактов в реле давления. Иногда давление выключения еще называют „верхним“ давлением.
• Перепад давления (ΔP) — абсолютная разница между давлением выключения и давлением включения (бар).
• Максимальное давление выключения — это то максимальное давление (бар), при котором возможно отключение насосной станции.

Любое реле давления имеет заводские установки и, как правило, они следующие:
Давление включения: 1,5-1,8 бар
Давление выключения: 2,5-3 бар
Максимальное давления выключения: 5 бар

Как все это работает:
Допустим, насосная станция подключена (об этом в статье «Подготовка насосной станции DAB к работе»), и вся система заполнена водой. После открытия любого крана (душ, мойка и т.п.) и начала водоразбора, давление в системе начнет плавно (благодаря мембранному гидробаку) падать, что легко отследить по манометру. Все это время вода поступает потребителю из гидробака. При достижении „нижнего“ давления включения (его можно также отследить по манометру в момент включения насоса) контакты внутри реле давления замкнутся и насос запустится. Все остальное время водоразбора насос продолжает работать, подавая воду напрямую потребителю. После завершения водоразбора (все краны закрыты), насос все еще продолжает работать, только теперь вода подается не потребителю, а закачивается в гидробак (т.к. больше ей некуда деться) и давление плавно возрастает. При достижении давления выключения (можно легко отследить по манометру в момент остановки насоса) контакты внутри реле давления размыкаются и насос останавливается. При следующем водоразборе цикл повторяется. Все довольно просто.

Но что делать если заводские установки реле давления не очень комфортны? Например: на верхних этажах давление падает очень заметно, или система очистки воды требует на входе не менее 2,5 бар, в то время как насос включается только при 1,5-1,8 бар.

Настроить реле давление можно и самостоятельно:

Записываем по манометру давление включения и выключения при работающем насосе. Отключаем питание от насоса и снимаем верхнюю крышку реле давления (как правило, отвернув один винт). Вы увидите два винта, один более большой, находится в верхней части реле, а второй, немного меньшего размера, находится под ним. Верхний винт отвечает за давление выключения и как правило рядом с ним находится буква «P» и стрелка со знаками «+» и «-». Затем вращаем винт в нужном направлении (если давление выключения необходимо поднять то вращаем по направлению знака «+», если опустить то в направлении знака «-»). Сколько вращать? Сделайте оборот (пол оборота, полтора — сколько хотите). После этого запускаем насос и смотрим, при каком давлении он выключится теперь. Запоминаем, выключаем питание насоса, и вращаем винт дальше, опять запускаем насос и записываем новое значение, таким образом приближаясь к нужному значению.

Нижний винт отвечает за разницу между давлением выключения и давлением включения. Как правило рядом написано «ΔP» и находится стрелка со знаками «+» и &laquo-». Настройка разницы давлений аналогична настройке давления выключения. Остается только один вопрос, какой она должна быть? Разница между давлением включения и выключения обычно составляет 1,0-1,5 бар. Причем чем выше давление выключения, тем большей может быть эта разница. Например, при заводских установках P_вкл = 1,6 бар, P_выкл = 2,6 бар разница составляет 1 бар, это как раз стандартное значение. Если мы хотим изменить заводские установки и поднять Р_выкл до 4 бар, то разницу можно сделать в 1,5 бар, т.е. P_вкл нужно установить на уровне 2,5 бар. Надо понимать, что чем больше эта разница, тем выше перепад давления в системе, что не всегда комфортно. Но в то же время, реже будет включаться насос, и больше воды поступит из гидробака до момента включения насоса.

Это справедливо только в том случае, когда насос может обеспечить требуемое давление (смотрите характеристику насоса). Т.е. если насос может выдать по паспорту только 3,5 бар (с учетом всех видов потерь), то настройка реле давления на выключение 4 бар ничего не даст. Насос просто не сможет обеспечить требуемое давление и в данном случае будет работать не останавливаясь. И если нужно все-таки именно 4 бар, то придется менять насос на более мощный.

Каким же все-таки должно быть давление воздуха в воздушной полости гидробака?

Очень многие не задумываются, или же просто не знают, что нужно следить еще и за этим. К сожалению да, нужно, от этого напрямую зависит срок службы мембраны гидробака, а в конечном счете, и насоса.

Замеряем давление воздуха в воздушной полости гидробака. Делаем это только на отключенном от системы гидробаке — отключаем питание насоса, открываем любой кран за насосом и ждем пока вода выйдет из гидробака. Либо замеряем на установке еще не подключенной к системе водоснабжения. Для этого снимаем декоративный колпачок с воздушного ниппеля гидробака и подсоединяем к нему обычный автомобильный манометр (для проверки давления в шинах автомобиля). Запоминаем это давление. (Как правило на небольших гидробаках, емкостью до 50 литров, это давление будет равно 1,5 бар). Теперь самое главное правило: давление воздуха в гидробаке должно быть меньше, чем давление включения насоса примерно на 10%. Т.е. если давление включения насоса составляет 1,6 бар, то давление воздуха должно составлять 1,4-1,5 бар. В большинстве случаев, это и есть те заводские установки о которых говорилось выше. Т.е. покупая готовую насосную станцию, вы уже имеете полностью настроенную систему. Но как только вы внесли изменения в заводские установки реле давления, необходимо всегда изменять и давление воздуха в гидробаке. Например, если вы установили P_вкл = 2,5 бар, P_выкл = 3,5 бар, то необходимо и давление воздуха поднять до значения в 2,2-2,3 бар.

Кстати, даже если вы ничего не меняли в заводских настройках, за давлением воздуха необходимо регулярно следить, или, хотя бы, контролировать его раз в год в начале дачного сезона. Важно чтобы это давление было постоянным, если же оно немного снизилось за зиму, его всегда можно поднять обычным автомобильным насосом до требуемого уровня.

Все эти несложные операции не займут много времени, достаточно уделить им внимание один раз в год, тем более, что все окупится долгой и бесперебойной работой всей системы водоснабжения в целом.

© 2007 DAB-SHOP.RU Настройка реле давления и регулировка давления воздуха в гидроаккумуляторе.

Нормальное рабочее давление в системе отопления

Централизованные системы отопления, подающие тепло в квартиры многоэтажек — сложны технически, проектируются с учетом всех норм и требований, и монтируются профессионалами. И все же в процессе эксплуатации отопительной системы нередки накладки, одна из которых, не вызывающая аварий, но крайне неприятная — это холод в квартире, подключенной к центральному отоплению. Так или иначе все аварии и снижение эффективности системы связаны с давлением. Нормальное рабочее давление системы — залог полноценной циркуляции теплоносителя и обеспечение требуемой отдачи тепла в квартиру, но не менее важен факт, что только при постоянном нормальном давлении система будет работать безаварийно и надежно. Возможна ли проверка нормы давления, выяснения причин понижения и повышения фактического давления в системе? Эти вопросы начинают волновать владельцев квартир, обогреваемых централизованным отоплением, когда этот обогрев становится явно недостаточным для комфорта жизни.

Автономная отопительная система индивидуального дома требует полного контроля со стороны владельца, с этой целью в системы интегрирован блок контроля: самое простое — это обязательные манометры и термометры, датчики параметров и система сигнализации, но современные системы значительно ближе к автоматической регулировке. Контуры, в которых давление создается естественно — за счет разниц удельного веса нагретого и остывшего теплоносителя — для частных домов все еще не редкость, но более современные системы с циркуляционными насосами, или с принудительной циркуляцией, постепенно вытесняют старую схему, и одна из причин — возможности контроля системы.

Кратко о норме давления отопительной системы

Норму давления в системе подразделяют на рабочую и опрессовочную.

Централизованная система проверяется после завершения монтажа и/или ремонта и восстановления созданием давления теплоносителя, которое называется опрессовочным давлением. Кроме того, опрессовку проводят и перед очередным отопительным сезоном. Опрессовка — меры, включающие создание повышенного давления теплоносителя в системе на нормативный период времени. Система и каждый ее элемент должны эту повышенную нагрузку выдержать; результат проверки покажет, насколько отопление работоспособно; соединения контуров надежны; трубы и радиаторы целы; снижения проходимости нет. Возможность перепадов давления и гидравлических ударов при работе отопления возможна, и проверка опрессовочным давлением служит испытательным мероприятием.

Рабочее давление — это постоянное давление в системе весь отопительный период. Причем система испытывает и статическое и динамическое давление:

1. Статическая составляющая — это результат естественного напора теплоносителя, который поднимается по стоякам, и зависит от высоты здания, от его этажности.
2. Динамическое давление — это результат и «цель» работы системы; динамическую составляющую рабочего давления создают циркуляционные насосы.

Многоэтажные дома имеют сложные отопительные системы, часто с подпиткой снизу первых этажей при верхней разводке, или состоящие из двух и более поэтажных контуров. Верхняя разводка встречается чаще, при этом теплоноситель подается насосами на верхний этаж, и давление со скоростью потока при этом немалые. К примеру, отопление девятиэтажного дома проектируется по норме давления 0,5-0,7 МПа, или шесть и более атмосфер. Дома выше девяти этажей имеют центральные системы отопления, работающие с давлением свыше 8-9 атм. При этом показатель рабочего давления в трубопроводах первого и самого высокого этажа также нормируется, и разница не должна быть больше чем на 1/10. Аналогично разница величин давлений опрессовки не должна быть больше 1/5.

Понятно, что давление в подающем и обратном трубопроводах контура отопления многоэтажки значительно отличается — если на подачу идет давление в 6,0 атм, то обратка работает при давлении всего 4,0-4,5 атм. Но эти показатели — всего лишь статистика, на конкретную цифру влияют многие факторы, один из важнейших — пропускная способность системы. Например, у черных водогазопроводных труб, применяемых и сегодня наряду с современными металлопластиковыми, полиэтиленовыми и РРR-трубами, немало достоинств, но их коррозия крайне негативно влияет на чистоту внутренних проходов в магистралях и контурах, и соответственно — на рабочее давление системы в целом.

Причины перепадов давления в отопительной системе:

• Банальная и самая распространенная причина снижения давления, с которой трудно бороться — это известковые наслоения на стенках труб и приборов отопления и засоры теплоносителя.
• Циркуляционный насос или группа насосов — устарели, котельную давно пора переоборудовать: износ оборудования снижает КПД всего отопительного механизма. Возможен и форс-мажор, когда насосы выходят из строя и циркуляция замирает, или — как вариант, надолго отключена электроэнергия.
• Давление неминуемо упадет при разгерметизации системы, в результате утечки теплоносителя.
• Централизованные отопительные системы оборудуются элеваторными узлами, главная цель которых — распределить теплоноситель по стоякам. Если помещение элеватора холодное, и температура воздуха часто снижается до отрицательной, то реакция элеваторного узла возможна такая — повышение рабочего давления системы.
• Тот участок отопительной системы, что находится в квартире (по сути, цель всей работы обогрева) так же требует внимания и ответственности. Если трубы заменены самовольно и неграмотно, например, врезаны участки трубопровода с расширением или сужением сечения прохода, или на радиаторах установлены запорные вентили без байпасной перемычки (в квартире верхнего этажа было жарко по причине наличия схемы с верхней разводкой), или на существующий байпас был поставлен кран — все это вызовет реакцию системы, то есть снижение и (реже) повышение давления. Подобные действия неправомерны и смешны, но удивляет то, что до сих пор находятся люди, которые живя в многоквартирном доме предпринимают поистине удивительные меры, чтобы повысить свой комфорт. Один из анекдотов сантехника — установка в квартире нескольких батарей отопления с выводом для обогрева балкона; или монтаж прибора с заведомо завышенной тепловой мощностью; или — как минимум, добавление значительного числа секций на радиаторы.
• Воздух в отопительной системе — враг нормального давления и работы. Радиаторы должны быть снабжены воздухоотводчиками, воздух должен своевременно стравливаться, а обязанность хозяев — своевременная проверка и «сброс воздуха». Сейчас радиатор, не оборудованный даже элементарным, проверенным временем краном Маевского, сложно встретить и в старых домах, а новые системы обогрева высоток проектируются с автоматическими воздухоотводчиками, регулировочными (балансировочными) клапанами, или редукторами давления, и конечно, с терморегуляторами и счетчиками тепловой энергии.
• Очень важен теплоноситель, его вид и качество. При низком качестве и засорах очень возможна нестабильность давления.

Гидравлические удары — это реакция системы, предвидеть время и локализацию которой невозможно. Давление повышается местно и резко, но на краткое время. При покупке новых радиаторов следует уточнить все их параметры, и убедиться в имеющемся запасе прочности приборов. К примеру, если опрессовочное давление системы дома 10 атм ( эти данные общедомовые и в доступе), то радиатор рациональнее брать с характеристикой давления, равной 14-15 атм, то есть с запасом.

Еще один, «законный» перепад давления — это опрессовка. Когда проводятся подготовительные работы и систему готовят к отопительному сезону, то обязательно проверяют ее на повышенное нормативное опрессовочное давление. Выясняя уязвимость системы по участкам и отсутствие в ней слабых звеньев по теплу, до морозов — снимают глобальную проблему зимних ремонтов и отключений жилья от тепла. Так же будут перепады в результате испытательной нагрузки (и значительные — от 0,5 до 1,5 раза и более) в тех случаях, если систему проверяют после ремонта или модернизации.

Контролируют давление и температуру системы общедомовые КИПы (контрольно-измерительные приборы) теплового пункта, установленные в элеваторных узлах. Для квартиры контроль состояния личного участка теплораздачи возможен и приветствуется — специальные контрольные приборы монтируют по согласованию, обычно на входы теплоносителя в радиаторы.

Централизованное отопление. Меры против перепадов давления в индивидуальном тепловом пункте с элеваторным узлом

Основные мероприятия по стабилизации давления центрального домового отопления — задача управляющих компаний. Понятно, что от теплоэлектроцентрали в домовую котельную приходит теплоноситель с высокой температурой и под высоким давлением, в квартиру же подается теплоноситель со сниженными до безопасных параметрами, по нормативам. Все настройки производятся в тепловых пунктах, точнее в элеваторных узлах. В элеваторах магистральная горячая вода смешивается с остывшей водой из обратного трубопровода, для непрерывной подачи в отопительный контур. Кратко о конструкции элеваторного узла: состоит узел из смесительной камеры, имеющей сопло определенного размера, от этих размеров и зависит подача тепла в систему домового отопления. Кроме того, магистральный теплоноситель высокой температуры попадает в систему обогрева дома только после смешивания с «холодной» обраткой — эти операции также выполняются в элеваторе.

Работа теплосетей, устройство теплового пункта многоэтажного дома и элеваторного узла — сфера специалистов и для непрофессионала «темный лес», но принцип работы теплопункта и его упрощенная схема знакомы практически всем. Основные узлы, трубопроводы и детали:

• Подача и обратка центрального магистрального трубопровода.
• Для отключения внутридомовой системы от магистрального теплоносителя — задвижки, ручные и автоматические, работающие на электроприводах.
• Соединения — фланцы.
• Чтобы предотвратить засор циркулирующего в домовом контуре теплоносителя, включают в систему фильтры, или грязевики. Центральная магистраль имеет большее сечение труб, чем внутренняя теплосеть, и нерастворимый мусор и включения могут стать проблемой для трубопровода домовой сети. Система фильтров эту проблему решает.
• Для контроля давления — группы манометров, причем отдельно на магистральную трубу до элеватора, и отдельно — после элеватора (после раздачи). Разница показаний и дает значение уровня давления внутридомовой теплосети.
• Для контроля температуры — группы термометров, также установленные на подающий и возвратный трубопроводы.
• Собственно водоструйный элеваторный узел со смесительной камерой, для приведения параметров теплоносителя к нормативным для конкретного здания. Остывший теплоноситель направляется по трубе-перемычке из обратного трубопровода в смесительную камеру элеватора. чтобы отключить элеватор от внутридомового теплового контура, в случае необходимости профилактики или ремонта, имеется группа задвижек.
• Подающая и обратная трубы внутридомового теплового контура.

Основные проблемы недостатка, избытка и стабилизации рабочего давления должны решаться специалистами, для этого существуют плановые техосмотры и профилактика, замена КИПов в случае из повреждения или износа. Инновационные регулировочные системы в наше время внедряются стремительно, но, тем не менее, проверенные временем несложные и надежные элеваторы проектируются и строятся. Правильная регулировка элеваторных узлов и контроль их работы — основной метод стабилизации давления в отопительной системе, но владельцы квартир также могут повлиять на данный процесс, как негативно, так и очень грамотно и позитивно:

• По стандарту внутридомовая отопительная сеть имеет стояки с Ду (диаметр условного прохода) от 25 до 33 мм. И трубы отопления в квартире должны быть того же диаметра, что и подающий и обратный стояки. При ремонтах и врезках новых труб нельзя сужать или расширять сечение прохода на локальном участке — трубу следует приобретать точно такую же, как основной трубопровод.
• Регулярный осмотр всех труб внутриквартирной разводки, соединений с радиаторами, приборов контроля и их соединений — необходим.
• Удаление воздуха из отопительных приборов с теплоносителем. Для квартиры на верхнем этаже это крайне важно. Современный радиатор оснащен встроенным воздухоотводчиком, ручным или автоматическим, но если по какой-либо причине крана или вентиля для стравливания воздуха нет — его следует поставить, хотя бы самый бюджетный вариант кран Маевского.
• Гидравлические удары возможны и случаются, в основном при опрессовке и пробном пуске системы в порядке испытания перед отопительными сезонами. Если вмонтировать на подающий стояк при входе в квартиру редуктор давления, то негатив в виде резкого скачка давления и гидроудара, опасный для соединений труб и радиаторов, будет минимизирован.

Автономная система отопления для квартиры в многоэтажке — сложный технически, дорогостоящий, трудный и долгий в контексте узаконивания, но реально выгодный шаг; и опыт владельцев квартир это подтверждает. Главное преимущество автономных методов обогрева квартиры — оплачивать придется только то тепло, которое необходимо и подключено лично хозяевами, то есть по факту потребления. Важно и то, что холодным летом или весной при отключенной центральной системе можно жить в тепле и комфорте.

Регулировка и учет тепла реализуются, в числе прочих мер, и установкой дополнительного оборудования — счетчиков тепла, терморегуляторов на каждый радиатор и необходимых для корректной работы автоматических (динамических) балансировочных клапанов. Новое поколение клапанов с оптимальным сочетанием технических характеристик, надежности и цены, позволяет выполнить несложную наладку отопительной системы квартиры посредством монтажа балансировочных клапанов на каждом поэтажном коллекторе.

Далее — о контроле и стабилизации давления в автономных системах частных домов и квартир.

Что такое расходомер дифференциального давления?

Что такое измеритель перепада давления (Δp)?

Измерители перепада давления работают по принципу частичного препятствия потоку в трубе. Это создает разницу в статическом давлении между входной и выходной сторонами устройства. Эта разница статического давления (называемая перепадом давления) измеряется и используется для определения расхода.

Измерители перепада давления пользуются огромной популярностью, и по оценкам, по крайней мере, 40% промышленных расходомеров, используемых в настоящее время, являются приборами перепада давления, из которых наиболее популярна диафрагма.Устройства дифференциального давления использовались для измерения самых разных жидкостей, от газов до жидкостей с высокой вязкостью.

Популярность расходомеров дифференциального давления отчасти объясняется их простой конструкцией и низкой стоимостью. Прочитав это руководство, вы получите более четкое представление о преимуществах, возможных вариантах измерения и приложениях для использования измерителей перепада давления.

Измеритель перепада давления

Идея использования перепада давления, вызванного потоком жидкости через сужение в трубе, в качестве измерения расхода восходит к 18 веку, когда это было открыто Бернулли.

Основной принцип работы расходомера Δp показан на рисунке ниже.

Принцип дифференциального давления. Трубки манометра измеряют разницу статического давления до и после дросселя

Когда жидкость проходит через сужение, она ускоряется до более высокой скорости (т. Е. V2> V1), чтобы сохранить массовый расход, и, как следствие, ее статическое давление падает. Этот перепад давления (Δp) в таком случае является мерой скорости потока через устройство.

Проще говоря, для данного размера ограничения, чем выше Δp, тем выше расход.

Связь между перепадом давления и расходом выводится из уравнения Бернулли .

Используя уравнение Бернулли и закон сохранения массы, можно показать, что создаваемый перепад давления пропорционален квадрату массового расхода Qm (кг / с)

Многие из доступных измерителей Δp работают по этому принципу, измеряя разность давлений между входом и выходом, но есть некоторые измерители, которые используют перепад давления иным образом, например, измерители переменной площади.

Типы расходомеров перепада давления

Наиболее распространенные типы измерителей перепада давления:

• Диафрагма

• Трубки Вентури

• Конусные измерители (например, V-образные конусы)

• Форсунки

• Измерители с малыми потерями (например, трубки Далла)

• Измерители переменной площади

• Расходомеры на входе

• Конусы Вентури

• Сопла Вентури

• Пластины тормозные

Достоинства и недостатки счетчиков ДП

Большинство измерителей DP обладают рядом общих преимуществ.

Сюда входят:

• Они просты в изготовлении, не содержат движущихся частей
• Их производительность хорошо изучена
• Они дешевы — особенно в трубах большего размера по сравнению с другими счетчиками
• Могут использоваться в любой ориентации
• Могут использоваться для большинства газов и жидкостей
• Некоторые типы не требуют калибровки для определенных приложений

Основные недостатки счетчиков DP:

• Диапазон изменения (диапазон изменения) меньше, чем у большинства других типов расходомеров
• Возможны значительные потери давления
• Выходной сигнал нелинейный с расходом
• Коэффициент расхода и точность могут зависеть от расположения трубопровода или характера потока
• Они могут страдать от старения, например.г. образование отложений или эрозия острых кромок

Общая терминология

Бета (β)

Отношение диаметров или бета (иногда называемое коэффициентом бета) — это отношение диаметра отверстия или горловины устройства к диаметру трубы.

Часто Δp-метры описываются в терминах их бета-значения и диаметра, чтобы соответствовать определенному размеру трубопровода, например, 4-дюймовой трубке Вентури β = 0,6.

Чтобы указать, что Δp-метр имеет низкий коэффициент бета, например β = 0.2 означает, что пластина имеет небольшое отверстие или ограничительный размер.

Это приводит к увеличению потерь давления на Δp-измерителе, что может означать, что потребуется насос с более высоким давлением нагнетания (следовательно, более дорогой) или компрессор, чтобы преодолеть повышенную потерю давления и поддерживать скорость потока, достижимую с большим бета Δp метр.

С другой стороны, более высокий перепад давления обычно может быть измерен более точно, чем более низкий.

Эффект от использования разных значений беты

Эффект от использования больших значений бета включает:

• Увеличение погрешности коэффициента расхода
• На диафрагме измеряется более низкий перепад давления (и это может быть труднее измерить)
• Для обеспечения стабильности и симметричности профиля скорости потока через диафрагму требуется более длинная прямая труба перед входом в поток.
• профиль потока через отверстие больше зависит от шероховатости стенок трубы

Имеется ряд калибровочных пакетов для диафрагм, которые позволяют рассчитать размеры требуемой пластины.Программа использует эмпирические формулы, основанные на реальных тестах. Большинство результатов доступно для значений бета от 0,3 до 0,7.

Преимущества:

• Низкая стоимость
• Простота установки
• Наличие всеобъемлющего стандарта (ISO 5167-2)
• Калибровка не требуется — значение C из стандарта
• Наличие различных дизайнов, например для вязких жидкостей, двунаправленных потоков, взвешенных веществ

Недостатки:

• Низкий диапазон изменения (можно улучшить с помощью двухдиапазонных ячеек Δp)
• Высокая потеря давления (от 35 до почти 100% измеренного Δp в зависимости от beta)
• Ошибки из-за эрозии / повреждения передних кромок
• Ошибки из-за высокой чувствительности к установке в восходящем направлении (особенно большие бета-устройства)

Коэффициент расхода (C)

Коэффициент расхода C — это параметр, который учитывает неидеальные эффекты, например потери энергии из-за трения, при использовании Δp-счетчиков.

Коэффициент расхода — это в основном отношение фактического массового расхода к измеренному.

Коэффициент расхода может быть:

1. определяется из стандарта

• обеспечивает хорошее измерение расхода по разумной цене
• особенно подходит там, где повторяемость важнее точности

или

2. определяется калибровкой

• обеспечивает меньшую погрешность измерения расхода.

В соплах и трубках Вентури поток близко следует за границей трубки, и значение C обычно близко к единице.

Однако для диафрагм C имеет значение приблизительно 0,6. Значения C могут быть получены из стандарта (ISO 5167) для форсунок, трубок Вентури и диафрагм, которые производятся с указанными допусками стандарта.

Отклонение измерителя перепада давления

Отклонение счетчика — это отношение максимального к минимальному расходу, которое может быть точно измерено.В идеале для измерения расхода в широком диапазоне

Квадратное соотношение между расходом и Δp:

• Если расход составляет 50% от полной шкалы, тогда Δp составляет 25% от полной шкалы Δp
• Если расход составляет 25% от полной шкалы, тогда Δp составляет 6,25% от полной шкалы Δp

На следующем графике показано квадратное соотношение между перепадом давления и расходом.

Это показывает, что диапазон изменения расхода 10: 1 потребует изменения давления 100: 1 (это при условии, что плотность примерно постоянна e.г. для жидкости).

Поскольку очень сложно получить точные измерения в таком большом диапазоне значений Δp с помощью простого передатчика, это означает, что типичный диапазон изменения Δp-метра фактически ограничен приблизительно 4: 1 для получения точного измерения расхода.

При низких значениях расхода погрешность датчика Δp значительно увеличивается. Например, ячейка Δp обычно может давать погрешность 0,2% от полной шкалы (FS). Это означает, что при 1% полной шкалы погрешность перепада давления будет 20%.Поэтому при малых расходах становится намного сложнее измерить Δp.

Диапазон изменения измерителя может быть увеличен примерно до 10: 1, если используются несколько датчиков диапазона. Например, один датчик Δp может иметь диапазон от 1 до 10% полной шкалы, а другой — от 10 до 100% полной шкалы.

Расчет массового расхода с помощью устройств DP

После получения значения Δp массовый расход можно рассчитать по следующей формуле.

Для жидкостей массовый расход определяется по формуле:

Где:

C — коэффициент расхода

В области горла (ограничение)

Δp — перепад давления

p — плотность жидкости

d — диаметр горловины

D — диаметр трубы

Из-за сжимаемости газов дополнительный параметр, называемый коэффициентом расширения, ε, используется в уравнении массового расхода для учета изменения плотности газа при падении давления в ограничении.

Для газов массовый расход определяется по формуле:

Дифференциальное давление

Руководство по измерению дифференциального давления, включая пояснения, применения и выбор продуктов для измерения давления с помощью дифференциального давления.

Дифференциальное давление — это разница давлений между двумя отдельными точками.

Перепад давления можно измерить между двумя точками в независимых системах или между двумя разными точками в одной и той же системе.

Продукты

Устройства измерения перепада давления для измерения разности давлений между двумя точками на фильтре для контроля его состояния или на сужении в трубе для измерения расхода.

Преобразователи dp, 4-20 мА

Преобразователи перепада давления с выходным сигналом токовой петли от 4 до 20 мА для измерения перепада давления жидкостей или газов.

Преобразователи dp с выходом напряжения

Преобразователи дифференциального давления с усиленным выходом для измерения dp с 3-проводными выходами 0-5, 1-5, 0-10, 1-10 В.

Цифровые датчики dp

Датчики перепада давления с цифровыми интерфейсами для связи RS485, RS232 или USB с компьютером

Датчики перепада давления воздуха

Датчики перепада давления воздуха для контроля и управления давлением воздуха на фильтрах, через лопатки управления вентиляцией, в шкафах с ламинарным потоком воздуха и между перегородками чистых помещений.

Датчики влажного / влажного перепада давления

Wet Wet Датчики и преобразователи перепада давления, совместимые с жидкими средами на обоих соединениях давления.

Искробезопасные датчики dp

Искробезопасные датчики перепада давления с сертификатом EEx для использования во взрывоопасных средах с искробезопасным зональным барьером.

Датчики перепада давления

Датчики перепада давления с регулируемым диапазоном измерения с выходными сигналами, которые может регулировать пользователь для повышения или подавления нулевого положения и уменьшения диапазона полного диапазона.

Датчики dp низкого диапазона

Датчики перепада давления низкого диапазона для измерения очень малых перепадов давления.

Высокоточные датчики dp

Высокоточные датчики перепада давления для измерения с высокой точностью и разрешением для получения точных показаний dp.

Приложения

В основном датчик дифференциального давления используется для измерения разницы в давлении жидкости или газа через сужение в трубе.Затем расход может быть определен путем преобразования показаний перепада давления с помощью уравнения Бернулли. Поскольку поток пропорционален квадратному корню из перепада давления в закрытой трубе, иногда предпочтительнее использовать квадратный корень выходной сигнал от датчика перепада давления, чтобы упростить преобразование в измерение расхода.

Другие области применения для измерения дифференциального давления:

Измерение гидростатического уровня содержимого резервуара, при котором газ в верхней части резервуара не выпускается.Для определения истинного гидростатического давления измеряется разница давлений между нижней и верхней частью.

Контроль утечек путем измерения разницы в давлении между контролируемым эталонным давлением и испытываемым компонентом, находящимся под одинаковым давлением.

Скорость полета с использованием трубки Пито, которая имеет два воздушных канала: один для измерения общего давления воздуха, обращенного к воздушному потоку, а другой — для статического давления, измеряемого перпендикулярно воздушному потоку.Разница между двумя каналами обеспечивает давление скорости воздуха. Этот метод используется на самолетах для измерения скорости воздуха и в аэродинамических трубах для моделирования скорости воздуха для проверки аэродинамики объекта.

Справочные руководства и инструменты

Статьи и онлайн-инструменты, помогающие в выборе, установке и использовании продуктов и приложений для измерения дифференциального давления.

Вопросы и ответы

Дифференциал и датчик

Когда необходимо измерять перепад давления вместо манометрического?

Вы бы использовали дифференциал, когда вам нужно измерить давление между двумя точками соединения, и когда эталонное давление (отрицательная сторона) не совпадает с атмосферным давлением.

С какой стороны передатчика DP подключать к вакууму

Какая сторона соединений импульсной линии для датчика dp является стороной вакуума или всасывания нагнетателя?

Если выходной сигнал преобразователя dp масштабирован для диапазона положительного давления, например От 0 до +1 бар = от 4 до 20 мА, тогда вы можете измерить всасывание от 0 до -1 бар, но подключите вакуум к отрицательной стороне, а положительную сторону оставьте в атмосферу.

Как читать и использовать кривые производительности насоса

Кривые производительности насоса

Кривые рабочих характеристик насоса — это важные чертежи, подготовленные производителем насоса. Кривые рабочих характеристик насоса в основном используются для прогнозирования изменения дифференциального напора на насосе при изменении расхода. Но кроме того, изменение КПД, мощности, требуемого NPSH и т. Д. При изменении расхода также может быть отображено производителем на кривых производительности насоса.

Важно уметь читать и понимать кривые насоса для выбора, тестирования, эксплуатации и обслуживания насосов.

Обычно кривая производительности насоса содержит информацию о следующих точках.

Изменение дифференциального напора относительно расхода

Это основная информация, отображаемая в кривых производительности насоса, и очень важная информация, касающаяся большинства расчетов насоса, связанных с перепадом давления на насосе. Как показано в образцах кривых рабочих характеристик, обычно 3 кривой дифференциального напора Vs. сообщается объемный расход.

Дифференциальный напор Δh связан с перепадом давления ΔP уравнением ΔP = ρgΔh.

1. Кривая дифференциального напора для рабочего колеса с номинальным диаметром представляет собой изменение дифференциального напора с объемным расходом для рабочего колеса с номинальным диаметром, которое фактически будет поставляться с насосом.
2. Изменение дифференциального напора в зависимости от объемного расхода для Максимальный диаметр рабочего колеса нанесен на график для рабочего колеса с максимальным диаметром, который может быть размещен внутри насоса. Это рабочее колесо можно использовать в случае увеличения расхода через насос или если в будущем потребуется больший дифференциальный напор, с тем же насосом.
3. Изменение дифференциального напора в зависимости от объемного расхода для Минимальный диаметр рабочего колеса нанесен на график для рабочего колеса с минимально возможным диаметром. Если в будущем потребность в расходе или дифференциальном напоре будет снижена, это рабочее колесо можно будет использовать с меньшим энергопотреблением.

Хотя 3 кривые построены для широкого диапазона объемных расходов, фактическая работа должна быть ограничена в пределах Максимального и Минимально допустимого расхода , как указано на кривой производительности насоса для отбора проб.Значения максимального и минимального пределов расхода указываются производителем насоса.

Точка на оси дифференциального напора (ось Y), где заканчивается каждая из этих трех кривых, представляет запорный дифференциальный напор для данного диаметра рабочего колеса. Для нормальной работы по назначению важен запорный дифференциальный напор для номинального диаметра рабочего колеса.

Следует отметить, что кривые насоса для дифференциального напора Vs. объемный расход нанесен для определенной плотности жидкости.Если в будущем технологическая жидкость или даже просто плотность жидкости изменится, этот эффект необходимо учитывать, чтобы окончательно определить перепад давления. В таком случае следует рассчитать пересмотренный объемный расход и указать его на кривой насоса, а затем определить соответствующий дифференциальный напор по кривой для соответствующего диаметра рабочего колеса. Затем этот перепад давления следует использовать вместе с измененной плотностью жидкости для определения перепада давления на насосе.

КПД насоса

Как показано на приведенной выше кривой производительности насоса, зависимость КПД насоса от объемного расхода также обычно отображается на кривых производительности насоса. Когда теоретическая требуемая мощность накачки делится на этот КПД для соответствующего потока, в результате получается требуемая мощность на валу насоса. Для получения дополнительной информации о расчетах мощности накачки с использованием КПД см. Пример решенной задачи EnggCyclopedia. Расчетная мощность на валу насоса должна обеспечиваться электродвигателем.

Кривая эффективности обычно имеет максимум в допустимом рабочем диапазоне. Этот максимум также известен как точка максимальной эффективности (BEP) , как указано в образцах кривых. Нормальную работу желательно выполнять вблизи этой точки максимальной эффективности для минимальных требований к мощности.

Иногда также строится график зависимости требуемой мощности на валу насоса от объемного расхода на кривых рабочих характеристик. Эта кривая легко дает значение потребляемой мощности для конкретного расхода.

NPSHR (необходим чистый положительный напор на всасывании)

Для каждого насоса требуется определенный чистый положительный напор на всасывании (NPSH) для безопасной и бесперебойной работы и во избежание кавитации в насосах. Производитель насоса предоставляет эти значения, отображая их в зависимости от объемного расхода. Как видно из кривых характеристик образца, требование NPSH увеличивается с увеличением объемного расхода. При проектировании насосной системы и позиционировании насоса всегда необходимо следить за тем, чтобы доступное значение NPSH превышало требуемое значение NPSH в соответствии с характеристиками насоса.Для получения подробной информации о вычислении NPSH Available, обратитесь к решенной проблеме EnggCyclopedia.

Как читать кривую насоса

Кривые насоса обычно строятся для разных значений диаметра рабочего колеса. При большом диаметре крыльчатки вы получаете больший напор. Для данного размера рабочего колеса, когда больше жидкости проталкивается через насос, он будет развивать меньший дифференциальный напор (с учетом механических ограничений и ограничений мощности).

Мы видим это на кривой производительности насоса.Для любого заданного диаметра рабочего колеса насос создает максимальный перепад давления или перепад давления около точки отключения, когда через насос проталкивается очень мало жидкости.

По мере увеличения расхода мы перемещаемся вправо от графика. И вы можете обнаружить, что для того же диаметра рабочего колеса дифференциальный напор начинает падать по мере увеличения потока.

Но, даже как и дифф. напор падает — результирующая мощность, выдаваемая насосом в виде расхода, умноженного на дифференциальный напор, увеличивается из-за увеличения расхода.По мере того как это происходит, насос также потребляет все больше и больше мощности, чтобы протолкнуть больше жидкости, пытаясь поддерживать аналогичный уровень перепада давления (или перепада давления).

В результате возникает точка оптимальной эффективности, когда насос может работать при самом высоком соотношении выходной мощности / входной мощности. Эта точка известна как точка максимальной эффективности для этого насоса и четко видна на кривой «Кривая эффективности насоса» , построенной на том же графике, в зависимости от рабочего расхода.

Значения необходимого NPSH (NPSHr) также предоставляются производителем насоса в виде другого графика, нанесенного на тот же график.

Вот более подробный пост о чтении и понимании кривых производительности насоса.

Примеры кривых насоса

Различные производители насосов имеют разные форматы диаграмм характеристик насосов. Поэтому иногда кривые насоса сначала могут показаться немного запутанными. Иногда на одном графике может быть несколько линий, и вы не можете быть уверены в значении каждой из них.В таких случаях всегда ищите метку каждой кривой.

Для примера рассмотрим следующую диаграмму характеристик насоса.

Здесь несколько кривых на одном графике. Но хорошо то, что они правильно маркированы. Зеленая кривая ясно представляет изменение «напор против расхода». Напор максимален при нулевом расходе и падает по мере увеличения расхода. Примечательно, что кривая «напор относительно расхода» построена только для рабочего колеса одного размера.

Далее есть еще одна U-образная кривая коричневого цвета.Это представляет собой изменение эффективности насоса в зависимости от расхода. Пиковая точка на кривой эффективности четко обозначена на графике как точка наилучшей эффективности (BEP).

Наконец, внизу есть кривая оранжевого цвета, показывающая необходимое значение NPSH (NPSHr) для различных скоростей потока. По мере увеличения расхода растут и потери на трение. Следовательно, NPSHr увеличивается с увеличением расхода.

Но не все кривые помпы так хорошо обозначены. Например, рассмотрим эту диаграмму кривой насоса.

В этом случае на графике есть несколько кривых, и они не очень четко обозначены. Но если вы уже поняли различные типы кривых насоса, вы можете легко догадаться, что несколько параллельных кривых вверху представляют собой «напор против потока». На каждой из этих кривых указаны разные диаметры рабочего колеса насоса в дюймах — от 7 дюймов до 9,5 дюймов. Очевидно, что дифференциальный напор увеличивается при использовании более крупных крыльчаток насоса.

Затем вы также можете увидеть восходящую кривую в нижней части графика.Это кривая зависимости NPSHr от расхода.

Примечательно, что на этом графике нет отдельной U-образной кривой эффективности. Но вы все еще можете увидеть несколько контуров, пересекающих графики «голова против потока». Это изолинии эффективности, нанесенные на график «напор против расхода». Каждый контур помечен% эффективности. Вы можете увидеть максимальное значение, близкое к 80%, в центре всех контуров. Этот центр является точкой наилучшего КПД (BEP) для этой диаграммы характеристик насоса.

Подробнее о кривых производительности насоса

Гидравлический насос, поддерживающий заданное давление на выходе с помощью регулирующий подачу потока

Описание

Насосный блок переменной производительности с компенсацией давления представляет собой положительный, регулируемый рабочий объем с компенсацией давления насос любого типа в виде модели на основе техпаспорта. Основные необходимые параметры для параметризации блока — максимальная производительность насоса, регулировка диапазон, объемный и общий КПД, номинальное давление и угловой скорость. Все эти параметры обычно представлены в данных листы или каталоги.

На следующем рисунке показана характеристика давления нагнетания. насоса.

Насос пытается поддерживать заданное давление на выходе за счет регулировка его подачи в соответствии с системными требованиями. Если перепад давления на насосе меньше установленного давление, насос выдает максимальную подачу с поправкой на внутренний утечка. После достижения заданного давления выходной поток регулируется для поддержания заданного давления путем изменения рабочего объема насоса.Смещение может быть изменено от максимального значения до нуля, в зависимости от требований к системному потоку. Диапазон давления между заданное давление и максимальное давление, при котором рабочий объем равен нулю, называется диапазоном регулирования. Чем меньше диапазон, тем выше точность поддержания заданного давления. В размер диапазона также влияет на стабильность насоса и уменьшает диапазон обычно вызывает снижение стабильности.

Представлен регулируемый насос с компенсацией давления. со следующими уравнениями:

D = {Dmax для p <= psetDmax − K (p − pset) для pset

= pmax

кОн = Dmax⋅ωnom (1 − ηV) ⋅νnom⋅ρnompnom

где

Расход утечки определяется на основе исходя из предположения th в он линейно пропорционален перепаду давления на насос и может быть вычислен по формуле Хагена-Пуазейля

p = 128 μlπd4qleak = μkHPqleak

где

Поток утечки при p = p nom и ν = ν _nom можно определить из данные каталога

qleak = Dmax⋅ωnom (1 − ηV)

, который дает формулу для определения Hagen-Poiseuille коэффициент

kHP = Dmax⋅ωnom (1 − ηV) ⋅νnom⋅ρnompnom

Механический КПД насоса обычно не указывается в данных листов, поэтому определяется из общей и объемной эффективности предполагая, что гидравлический КПД пренебрежимо мал

Положительное направление блока — от порта T к порту P.Эта означает, что насос перекачивает жидкость от Т к Р при условии, что вал S вращается в положительном направлении. Перепад давления поперек насоса определяется как p = pP − pT.