От чего зависит давление насоса на выходе. Как определить требуемый напор и расход насоса. Перепад давления на насосе

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.

Дроссельное регулирование.

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.

Регулирование байпасом.

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.

$$\frac{Q_{h2}}{Q_{h3}} = \left(\frac{D_{h2}}{D_{h3}}\right)^2;$$ $$\frac{H_{h2}}{H_{h3}} = \left(\frac{D_{h2}}{D_{h3}}\right)^2;$$ $$\frac{P_{h2}}{P_{h3}} = \left(\frac{D_{h2}}{D_{h3}}\right)^4.$$

Коррекция диаметра рабочего колес.

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.

Регулирование скорости вращения.

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 постоянному давлению.

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 постоянной температуре.

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 $Q_{макс}$.

Регулирование по постоянному перепаду давления в циркуляционной системе.

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

Преобразователь частоты.

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.

Стоимость жизненного цикла насоса.

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

www.energyed.ru

19. Вычисление перепада давления на насосе.

Па;

Где идавление до и после насоса соответственно.

Вычисление местных потерь давления на форсунке.

Па.

Элементы системы	Параметры системы смазки ВРД, кПа

Всасывающая магистраль.
Масляный бак 1	15,456	15,456		0		1,070			0
Вход в трубопровод 2	15,456	15,456		1,070		1,070			0,578		93,698
Насос подкачки 3	15,456	15,456		1,070		1,070			30,597	55,290	93,698
Трубопровод 4	15,456	7,728		1,070		12,653			7,183	93,698	88,772
Запорный кран 5	7,728	7,728		1,070		1,070			0,220	88,772	88,551
Трубопровод 6	7,728	0		1,070		1,070			12,653	88,551	83,625
Отвод 7	0	0		1,070		1,070			2,023	83,625	81,601
Трубопровод 8	0	0		1,070		1,070			14,059	81,601	67,541
Фильтр 9	0	0		1,070		1,070			3,774	67,541	63,766
Трубопровод 10	0	0		1,070		1,070			12,653	63,766	51,115
Датчик наличия стружки 11	0	0		1,070		1,070			2,997	51,115	48,117
Трубопровод 12	0	6,869		1,070		1,070			11,247	48,117	30,000
Напорная магистраль.
Насос 13	6,869		6,869		1,070		4,255		_	855,123	855,123
Трубопровод 14	6,869		14,597		4,255		4,255		50,305	855,123	795,300
Отвод 15	14,597		14,597		4,255		4,255		9,652	795,300	787,256
Трубопровод 16	14,597		14,597		4,255		4,255		55,895	787,256	731,440
Фильтр 17	14,597		14,597		4,255		4,255		16,431	731,440	715
Трубопровод 18	14,597		14,597		4,255		4,255		67,074	715	648,020
Отвод 19	14,597		14,597		4,255		4,255		4,142	648,020	643,892
Трубопровод 20	14,597		24,042		4,255		4,255		67,074	643,892	565,900
Тройник 21	24,042		24,042		4,255		1,891		4,397	565,900	564,808
							0,472		4,823
Трубопровод 22	24,042		24,042		0,472		0,472		18,631	566	547,267
Жиклёр 1	24,042		24,042		0,472		0,472		45,668	595,278	549,610
Форсунка 23	24,042		24,042		0,472		1,891		-	549,610	25,850
Трубопровод 24	24,042		24,042		1,891		1,891		18,631	564,808	546,179
Колено 25	24,042		24,042		1,891		1,891		2,247	546,179	543,932
Трубопровод 26	24,042		18,032		1,891		1,891		29,810	543,932	520,136
Тройник 27	18,032		18,032		1,891		0,472		1,040	520,136	520,608
									2,648
Трубопровод 28	18,032		18,032		0,472		0,472		18,631	519,001	500,373
Жиклёр 2	18,032		18,032		0,472		0,472		25,850	575,460	549,610
Форсунка 29	18,032		18,032		0,472		0,472		-	575,460	25,850
Трубопровод 30	18,032		9,445		0,472		0,472		18,631	520,608	510,565
Колено 31	9,445		9,445		0,472		0,472		0,561	510,565	510,003
Трубопровод 32	9,445		9,445		0,472		0,472		18,631	510,003	491,374
Форсунка 33	9,445		9,445		0,472		0,472	-		491,374	25,850

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.

studfiles.net

видео-инструкция по монтажу своими руками, почему происходит падение, цена, фото

За счет чего создается перепад давлений в системах отопления и водоснабжения? Для чего он нужен? Как регулировать перепад? В силу каких причин в системе отопления падает давление? В статье мы постараемся ответить на эти вопросы.

Тепловой узел дома. Его работа невозможна без разницы давлений между нитками теплотрассы.

Функции

Для начала выясним, зачем создается перепад. Его главная функция — обеспечение циркуляции теплоносителя. Вода всегда будет двигаться из точки с большим давлением в точку, где давление меньше. Чем больше перепад — чем больше скорость.

Полезно: ограничивающим фактором становится растущее с увеличением скорости потока гидравлическое сопротивление.

Кроме того, перепад искусственно создается между циркуляционными врезками горячего водоснабжения в одну нитку (подачу или обратку).

Циркуляция в данном случае выполняет две функции:

Обеспечивает стабильно высокую температуру полотенцесушителей, которые во всех современных домах размыкают собой один из соединенных попарно стояков ГВС.
Гарантирует быстрое поступление горячей воды к смесителю вне зависимости от времени суток и водоразбора по стояку. В старых домах без циркуляционных врезок воду по утрам приходится подолгу сливать до ее нагрева.

Наконец, перепад создается современными приборами учета расхода воды и тепла.

Электронный теплосчетчик.

Как и для чего? Для ответа на этот вопрос нужно отослать читателя к закону Бернулли, согласно которому статическое давление потока обратно пропорционально скорости его движения.

Это дает нам возможность сконструировать прибор, регистрирующий расход воды без использования ненадежных крыльчаток:

Пропускаем поток через переход сечения.
Регистрируем давления в узкой части счетчика и в основной трубе.

Зная давления и диаметры, при помощи электроники можно рассчитывать в реальном времени скорость потока и расход воды; при использовании же термодатчиков на входе и выходе из контура отопления несложно вычислить количество оставшегося в системе отопления тепла. Заодно по разнице расхода на подающем и обратном трубопроводах рассчитывается потребление горячей воды.

Создание перепада

Как создается перепад давлений?

Элеватор

Главный элемент системы отопления многоквартирного дома — элеваторный узел. Его сердцем является сам элеватор — невзрачная чугунная трубка с тремя фланцами и соплом внутри.Прежде, чем объяснить принцип работы элеватора, стоит упомянуть одну из проблем центрального отопления.

Существует такое понятие, как температурный график — таблица зависимости температур трасс подачи и обратки от погодных условий. Приведем небольшую выдержку из него.

Температура наружного воздуха, С	Подача, С	Обратка, С
+5	65	42,55
0	66,39	40,99
-5	65,6	51,6
-10	76,62	48,57
-15	96,55	52,11
-20	106,31	55,52

Отклонения от графика в большую и меньшую сторону одинаково нежелательны. В первом случае в квартирах будет холодно, во втором — резко растут затраты энергоносителя на ТЭЦ или котельной.

Открытое в морозы окно означает увеличение расходов для энергетиков.

При этом, как легко заметить, разброс между подачей и обратным трубопроводом достаточно велик. При циркуляции, достаточно медленной для такой дельты температур, температура отопительных приборов будет распределена неравномерно. Жители квартир, чьи батареи подключены к стоякам подачи, будут страдать от жары, а владельцы радиаторов на обратке — мерзнуть.

Элеватор обеспечивает частичную рециркуляцию теплоносителя из обратного трубопровода. Впрыскивая через сопло быструю струю горячей воды, он в полном соответствии с законом Бернулли создает быстрый поток с низким статическим давлением, который затягивает дополнительную массу воды через подсос.

Температура смеси заметно ниже, чем у подачи, и несколько выше, чем на обратном трубопроводе. Скорость циркуляции оказывается высокой, а разница температур между батареями — минимальной.

Схема работы элеватора.

Подпорная шайба

Это несложное приспособление представляет собой диск из стали толщиной не менее миллиметра с просверленным в нем отверстием. Оно ставится на фланец элеваторного узла между циркуляционными врезками. Шайбы ставятся и на подающем, и на обратном трубопроводе.

Важно: для нормальной работы элеваторного узла диаметр отверстий подпорных шайб должен быть больше диаметра сопла.Обычно разница составляет 1-2 миллиметра.

Циркуляционный насос

В автономных системах отопления напор создается одним или несколькими (по числу независимых контуров) циркуляционными насосами. Наиболее распространенные устройства — с мокрым ротором — представляют собой конструкцию с общим валом для крыльчатки и ротора электромотора. Теплоноситель выполняет функции охлаждения и смазки подшипников.

Циркуляционный насос с мокрым ротором.

Значения

Каков перепад давлений между разными участками отопительной системы?

Между подающей и обратной нитками теплотрассы он составляет примерно 20 — 30 метров, или 2 — 3 кгс/см2.

Справка: избыточное давление в одну атмосферу поднимает водяной столб на высоту 10 метров.

Перепад между смесью после элеватора и обратным трубопроводом — всего 2 метра, или 0,2 кгс/см2.
Перепад на подпорной шайбе между циркуляционными врезками элеваторного узла редко превышает 1 метр.
Напор, создаваемый циркуляционным насосом с мокрым ротором, обычно варьируется от 2 до 6 метров (0,2 — 0,6 кгс/см2).

Этот насос создает напор в 3, 5 и 6 метров в зависимости от выбранного режима.

Регулировка

Как отрегулировать напор в элеваторном узле?

Подпорная шайба

Если быть точным, в случае подпорной шайбы требуется не регулировка напора, а периодическая замена шайбы на аналогичнуюиз-за абразивного износа тонкого стального листа в технической воде. Как своими руками заменить шайбу?

Инструкция, в общем, довольно проста:

Все задвижки или вентиля в элеваторе перекрываются.
Открывается по одному сброснику на обратке и подаче для осушения узла.
Раскручиваются болты на фланце.
Вместо старой шайбы устанавливается новая, снабженная парой прокладок — по одной с каждой стороны.

Совет: в отсутствие паронита шайбы вырезаются из старой автомобильной камеры.Не забудьте вырезать ушко, которое позволит завести шайбу в паз фланца.

Болты стягиваются попарно, крест-накрест. После того, как прокладки прижаты, гайки закручиваются до упора не более чем на пол-оборота за раз. Если поспешить, неравномерное сжатие рано или поздно приведет к тому, что прокладку вырвет давлением с одной стороны фланца.

Система отопления

Перепад между смесью и обраткой штатно регулируется только заменой, завариванием или рассверливанием сопла. Однако иногда возникает необходимость убрать перепад, не останавливая отопления (как правило, при серьезных отклонениях от температурного графика в пик холодов).

Это делается регулировкой входной задвижки на обратном трубопроводе; тем самым мы убираем перепад между прямой и обратной нитками и, соответственно, между смесью и обраткой.

Для регулировки используется нижняя задвижка под номером 1.

Замеряем давление на подаче после входной задвижки.
Переключаем ГВС на подающую нитку.
Вкручиваем манометр в сбросник на обратке.
Полностью закрываем входную обратную задвижку и потом постепенно открываем ее до тех пор, пока перепад не уменьшится от первоначального на 0,2 кгс/см2. Манипуляция с закрытием и последующим открытием задвижки нужна для того, чтобы ее щечки максимально опустились на штоке. Если просто прикрыть задвижку, щечки могут просесть в дальнейшем; цена смехотворной экономии времени — как минимум размороженное подъездное отопление.
Температура обратного трубопровода контролируется с интервалом в сутки. При необходимости ее дальнейшего снижения перепад убирается по 0,2 атмосферы за раз.

Давление в автономном контуре

Непосредственное значение слова «перепад» — изменение уровня, падение. В рамках статьи мы затронем и его. Итак, почему падает давление в системе отопления, если она представляет собой замкнутый контур?

Для начала вспомним: вода практически несжимаема.

Избыточное давление в контуре создается за счет двух факторов:

Наличия в системе мембранного расширительного бака с его воздушной подушкой.

Устройство мембранного расширительного бачка.

Упругости труб и радиаторов отопления. Их эластичность стремится к нулю, но при значительной площади внутренней поверхности контура этот фактор тоже сказывается на внутреннем давлении.

С практической стороны это означает, что регистрируемое манометром падение давления в системе отопления обычно вызвано крайне незначительным изменением объема контура или уменьшением количества теплоносителя.

А вот возможный список того и другого:

При нагреве полипропилен расширяется сильнее, чем вода. При запуске собранной из полипропилена системы отопления давление в ней может незначительно упасть.
Многие материалы (в том числе алюминий) достаточно пластичны для того, чтобы при длительном воздействии умеренных давлений менять форму. Алюминиевые радиаторы могут просто-напросто раздуваться со временем.
Растворенные в воде газы постепенно покидают контур через воздухоотводчик, влияя на реальный объем воды в нем.
Значительный нагрев теплоносителя при заниженном объеме расширительного бака отопления может вызывать срабатывание предохранительного клапана.

Наконец, нельзя исключать и вполне реальные неисправности: незначительные течи по стыкам секций и швам сварки, травящий ниппель расширительного бака и микротрещины в теплообменнике котла.

На фото — межсекционная течь на чугунном радиаторе. Зачастую ее можно заметить лишь по следам ржавчины.

Заключение

Надеемся, что нам удалось ответить на накопившиеся у читателя вопросы. Прикрепленное к статье видео, как обычно, предложит его вниманию дополнительные тематические материалы. Успехов!

gidroguru.com

От чего зависит давление насоса на выходе. Как определить требуемый напор и расход насоса

Как вычислить напор насоса скважины?

Когда дело доходит до параметров насоса, то возникает один тяжелый вопрос , на который сложно ответить - легко ! Большинство экспертов из этой области ответили - бы, какой существует сложный и спорный вопрос вычислений .

Вам повезло!!! Мы нашли легкий алгоритм вычисления напора насоса. По данному расчету даже далекий от этого человек, сможет сделать расчет.

И так, приступим! На изображении показана схема, которая позволяет увидеть все напоры, необходимые для расчетов. Если изображения нет, то обновите страницу! Если после обновления страницы изображение не появилось, то напишите в комментарии о данной проблеме. Комментарии находятся в конце статьи.

Схема 1 (см. изображение):

Во-первых , кто далек от понимания "напор", то рекомендую ознакомиться: Что такое напор?

Во-вторых , краткий рассказ о том, как понять данную схему. На схеме имеются вертикальные размеры. Необходимо все повороты трубопровода мысленно отсечь - их не существуют. К тому же расчет вычисления напора насоса не затрагивает горизонтальный . Все что нужно знать - это их высотное расположение. Так как в большинстве случаев длина горизонтально расположенных труб очень маленькая и не превышает 30 метров. 30 метров для очень мало и не стоит того, чтобы вносить их в расчет. Разница не превышает 10%. А также горизонтальный трубопровод добавляет, только динамическое гидравлическое сопротивление. А для расчета нам нужно знать только напор создаваемый высотой.

В-третьих , Давление и напор синонимы. Давление в 1 bar = 10 метрам напора.

Если быть точнее:

Для расчета первым делом нужно знать или выбрать подходящее давление в кране последнего (второго) этажа. Для частного дома Вы можете взять от 10 до 25 метров напора. Например, в центральном , в квартирах этот передел от 20-40 метров. 10 метров считается экономным вариантом и вполне подходит для водоснабжения. К тому же чем меньше напор, тем больше Вы экономите электроэнергию потребляемую насосом - факт!

Для примера, запоминайте, пригодиться: Я выбираю 10 метров минимального напора в кране второго этажа.

Соответственно минимальный напор в кране 1 этажа будет равен разнице по высоте. Если этаж составляет 3 метра, то минимальный напор = 13 метров.

Автоматический блок реле давления находиться от крана второго этажа на высоте ниже на 6 метров. Это означает, что минимальный напор в реле давления будет равен 16 метров. И так порог включения насоса будет равен 16 метрам (1,6 bar).

Прибавляем к 16 метрам еще 15 метров и получаем максимальное давления реле. То есть порог отключения реле должен быть равен 31 метр. Вы можете, конечно, для экономности и прибавить 10 метров. И тогда получить порог отключения в 26 метров и тоже будете правы.

И так мы выбираем порог отключения насоса в 31 метр.

Чтобы найти этот напор необходимо знать:

Большинство специалистов сразу не скажут Вам минимальный столб воды. Минимальный столб воды определяется практически. Если у Вас нет таких данных, то смело можно брать в расчет минимальную высоту насоса от дна. То есть в нашем случае за минимальный столб воды принимаем там, где находится насос (Верхняя точка насоса).

Данные для нашего случая:

Расчет: Установленный напор = Глубина скважины - минимальный столб воды + высота (от земли до автоматики реле) + Максимальный напор реле давления. Итого = 30 - 10 + 2 + 31 = 53 метра.

Немного потренировавшись в расчетах, можно считать по-другому - проще. Нам для расчета необходимо знать высоту от минимального столба воды до отметки в максимальный напор. Смотри схему выше.

1. Чтобы восполнить потери при падение напряжения в сети. Когда напряжение в сети падает, то и напор самого насоса падает.

2. Для хорошего достижения порога максимального давления. Если Вы подберете с установленным напором, то может возникнуть ситуация, когда насос не сможет достичь порога максимального давления на реле. И система зависнет в подвешенном положении. Очень часто в таком случае сгорают насосы. Если у Вас напряжение слабое, то ставьте стабилизаторы напряжения.

Насос - довольно нужная и полезная вещь в каждом доме, особенно в частном. С его помощью можно накачать воды из колодца, ликвидировать последствия наводнения в подвале и погребе, подкачать колеса и надуть матрас к приезду гостей. Сфера использования насосов и наносных станций достаточно велика, современные производители предлагают широкое разнообразие моделей, каждая из которых имеет свое предназначение. В процессе выбора в первую очередь следует сконцентрировать внимание на типе насоса, его назначении и, конечно же, тех основных показателях, которые характеризуют его эффективность. - это как раз один из таких показателей. Это второй после производительности показатель эффективности использования оборудования. В рамках данного материала мы не только попробуем разобраться в том, что такое рабочий напор насоса, его значении, но и способах расчета.

Общая информация

Напор насоса - это с научной точки зрения сила давления, созданная его лопастями или поршнями, необходимая для того, чтобы протолкнуть воду или воздух. Основной единицей измерения данного показателя являются метры. Не стоит пугаться, увидев на упаковке именно такое обозначение - оно имеет научное обоснование.

Расход и напор: ищем разницу

Расход насоса, напор - эти показатели довольно часто путают. И вот тут важно понимать, что расход насоса представляет собой количество жидкости, проходящей за него в заданную единицу времени, чаще пре

mirhat.ru

12. Давление во входном патрубке насоса задаемравным.

-Для системы смазки

антикавитационный запас (по заданию).

13. Распределение статического давления во всасывающей магистрали

Расчёт ведём от насоса против течения жидкости, последовательно рассматривая все гидравлические элементы. При расчёте используем уравнение Бернулли (6), учитывая расположение элемента и скорость жидкостина его входе и выходе.

Трубопровод 13:

Па

2. Отвод 12:

Па

3. Трубопровод 11:

Па

4. Датчик расходомера 10:

Па

Трубопровод 9:

Па

Фильтр 8:

Отвод 7:

Па

Трубопровод 6:

Па

Запорный кран 5:

Па

Трубопровод 4:

Па

Вход в трубопровод 2:

Па

Топливный бак 1:

14. Сравнение давления в баке с атмосферным давлением на высоте полёта

После расчёта распределения давления во всасывающей магистрали стало известным давление в баке , при котором давление на входе в насос равно заданной величине.

Па =75142,83 Па

Давление . Следует обеспечить постановку подкачивающего насоса непосредственно за баком. Перепад давления на подкачивающем насосе:

Насос подкачки 3:

Па

Вход в трубопровод 2:

Па

Топливный бак 1:

Па

15. Нахождение давления на выходе из напорной магистрали (давление на выходе из форсунки).

Для системы топливопитания ВРД – это давление в камере сгорания: Па

16. Определение базовой форсунки

При расчёте систем ВРД давление перед форсунками получается неодинаковым в результате различных гидравлических потерь и разного расположения элементов. Для нормальной работы двигателя оно должно быть одинаковым. Поэтому в расчётах (в качестве базовой) рассматривается наиболее удалённая форсунка, перед которой потеря давления максимальна, а избыточный перепад давления на других форсунках компенсируются введением в систему перед ними дополнительных гидравлических сопротивлений, например, жиклеров (калиброванное отверстие для дозирования подачи жидкого топлива или воздуха). Примем форсунку 30 за базовую, так как она наиболее удалена от насоса 14 и значит потери давления на ней будут наибольшими.

17. Распределение статического давления в напорной магистрали.

Расчёт ведём от базовой форсунки к насосу против течения жидкости последовательно рассматривая все гидравлические элементы. Используем уравнение Бернулли и учитывая расположение элемента и величины скорости на его входе и выходе. Давление перед отверстием базовой форсунки (на входе в форсунку) определяется по формуле:

Где - перепад статического давления на форсунке.

Определим исходя из известных данных:

Па

Форсунка 30: Па

Колено 29: Па

Трубопровод 28: 13 Па

Тройник 26 :

Па

Трубопровод 25:

Па

Тройник 23:

Па

Трубопровод22:

Па

Тройник 21:

Па

Трубопровод 20:

Па

Колено 19:

Па

Фильтр 18:

Па

Трубопровод17:

Па

Отвод 16:

Па

Трубопровод 15:

Па;

18. Расчёт струйной форсунки

Расчет форсунки сводится к определения диаметра отверстия форсунки, при этом нужно считать, что все форсунки данной системы имеют одинаковую геометрия и размеры.

При определении диаметра отверстия форсунки вычисляем

- давление перед ней.

- критическое давление по формуле

Па

где - давление среды, куда истекает жидкость из форсунки (для системы топливопитания), Па;- давление насыщенных паров жидкости, Па.

. Рассматриваем отрывочное истечение из отверстия в тонкой стенке при несовершенном сжатии (здесь имеется в виду, что внутренние стенки трубопровода до выходного отверстия форсунки оказывают влияние на формирование потока жидкости).

1) Определение скорости истечения идеальной (невязкой) жидкости из отверстия форсунки по формуле:

м/с

2) Определение диаметра отверстия форсунки для идеальной (невязкой) жидкости.

м,

где и- диаметр напорной магистрали и скорость жидкости перед форсункой.

3) Вычисление отношения площадей.

4)Вычисление числа Рейнольдса по теоретической (идеальной) скорости для потока в отверстии форсунки.

По величине числа Рейнольдса определяем значение коэффициента сужения струи и коэффициента скорости φ. ε = 0,63;.φ=0,97

5) Вычисление коэффициента сужения струи для истечения из отверстия в тонкой стенке при несовершенном сжатии.

6) Вычисление коэффициента расхода .

7) По известному расходу топлива через форсунку в соответствие с формулойопределяют сначала площадь поперечного сечения форсунки, а затем диаметр, с учетом которого находят скорость на выходе из форсунки.

м/с

Па

19. Вычисление перепада давления на насосе.

где и- давление до и после насоса соответственно.

Таблица 2.

Элементы системы	Параметры системы топливопитания ВРД, Па

Всасывающая магистраль.
Топливный бак 1	27562,794	27562,794	0	3363,95	0	62448.12	57449,221
Вход в трубопровод 2	27562,794	27562,794	3363,95	3363,95	3067.6	57449,221	54351.62
Насос подкачки 3	27562,794	27562,794	3363,95	3363,95	97110.02	54351.62	151461.64
Трубопровод 4	27562,794	8720,43	3363,95	3363,95	20351,91	151461.64	140760.5
Запорный кран 5	8720,43	8720,43	3363,95	3363,95	5028,932	140760.5	135731.57
Трубопровод 6	8720,43	0	3363,95	3363,95	9419,06	135731.57	126325.85
Отвод 7	0	0	3363,95	3363,95	1438,275	126325.85	124887.58
Фильтр 8	0	0	3363,95	3363,95	6608.917	124887.58	118278.66
Трубопровод 9	0	0	3363,95	3363,95	22931,93	118278.66	95346.73
Датчик расходомера 10	0	0	3363,95	3363,95	14081,01	95346.73	81265.72
Трубопровод 11	0	0	3363,95	3363,95	22328,46	81265.72	58937.26
Отвод 12	0	0	3363,95	3363,95	1438.275	58937.26	57499
Трубопровод 13	0	13392,092	3363,95	3363,95	14483,32		33666
Напорная магистраль.
Насос 14	13392,092	13392,092	3363,95	38796.92	5297283.083	33666	5970013.1
Трубопровод 15	13392,092	24448,354	38796.92	38796.92	244396	5970013.1	5711592.62
Отвод 16	24448,354	24448,354	38796.92	38796.92	8418,08	5711592.62	5703174.54
Трубопровод 17	24448,354	24448,354	38796.92	38796.92	257973.6	5703174.54	5445200.94
Фильтр 18	24448,354	24448,354	38796.92	38796.92	64090	5445200.94	53881110.94
Колено 19	24448,354	24448,354	38796.92	38796.92	46086,11	5381110.94	5335024.83
Трубопровод 20	24448,354	15105,03	38796.92	38796.92	74676.6	5335024.83	5256062.96
Тройник 21	15105,03	15105,03	38796.92	9699.231	41702,49	5256062.96	5185262.78
Трубопровод 22	15105,03	15105,03	9699.231	9699.231	27478.4	5185262.78	5157784.38
Тройник 23	15105,03	19088,88	9699.231	Проход	4829,73	5157784.3	5099967,37
				потока.4310.77
				Бок. Отв. 1025,45	11162,69		5177568,721
Форсунка 24	15105,03	15105,03	1025,45	1438741.28	2461258.72	5122973.82	1124051,4
Трубопровод 25	15105,03	15105,03	4310,769	4310,769	13678.132	5147566.19	5133888.06
Тройник 26	15105,03	15105,03	4310,769	1025,45	6034,47	5133888.06	5026672,088
					2370,68		5029258.19
Жиклёр 2	15105,03	15105,03	1025,45	1025,45	6284.37	5029258.19	5122973,82
Форсунка 27	15105,03	15105,03	1025,45	1438741.28	2461258.72	5122973,82	1124051,4
Трубопровод 28	15105,03	15105,03	1025,45	1025,45	3180,33	5128284.19	5024253,99
Колено 29	15105,03	15105,03	1025,45	1025,45	1280,17	5124253.99	5122973.82
Форсунка 30	15105,03	15105,03	1025,45	1438741.28	2461258.72	5122973.82	1124051,4

гидравлическая топливная система двигатель

studfiles.net

Регулирование параметров насоса — ТеплоВики

Материал из ТеплоВики - энциклопедия отоплении

Температура наружного воздуха в зависимости от времени года

В нашем климатическом поясе наблюдаются значительные колебания температуры наружного воздуха. Летом термометр поднимается до температуры плюс 20 °C – 30 °C, а зимой падает до минус 15 °C – 30 °C и даже ниже. Однако такие колебания совершенно неприемлемы для температуры воздуха в жилых помещениях.

Сезонные изменения температуры

На рисунке справа показана область, заштрихованная вертикальными линиями, которая совершенно четко показывает, как в зависимости от сезонных колебаний температуры наружного воздуха изменяется потребность в тепловой энергии.

История

Тогда когда все самые распространенные виды топлива (дрова, уголь и даже масло на заре развития систем отопления) стоили очень дешево, а также когда отопление субсидировалось государством (в бывшей ГДР), было все равно, сколько тратить на отопление. В крайнем случае можно было просто открыть окно. Такой способ регулирования температуры в помещении можно в шутку назвать "двухпозиционным регулированием": "окно открыто/окно закрыто".

Первый нефтяной кризис, произошедший в 1973 г., показал необходимость экономного использования энергоресурсов.

С тех пор особое значение приобрел вопрос хорошей теплоизоляции зданий. Появлялись новые технологии в строительстве, постоянно изменялись законодательные требования. Разумеется, параллельно с этим совершенствовалась и отопительная техника. Сначала широкое распространение получили термостатические вентили, позволяющие индивидуально регулировать температуру в помещении.

Однако на практике это означало ограничение подачи горячей воды, что вызывало повышение давления в насосах с фиксированной частотой вращения (вдоль характеристики насоса) и, как следствие, возникновение шумов в клапанах. Тогда были изобретены перепускные клапаны, предназначенные для сброса избыточного давления.

Переключение частоты вращения насоса

Насос с мокрым ротором Wilo TOP S с переключаемыми ступенями частоты вращения

Производители насосов предлагают насосы с мокрым ротором с ручным регулированием частоты вращения. По мере уменьшения частоты вращения уменьшается и объемный расход (подача) — в зависимости от пропускной способности термостатических и регулирующих клапанов. Благодаря таким свойствам циркуляционный насос можно переключить на меньшую частоту вращения, когда нужно уменьшить температуру в помещении, и наоборот.

Чтобы частоту вращения моторов можно было изменять, в их конструкции использовались многосекционные обмотки. Если через трубопроводы системы отопления проходит небольшое количество воды, то сопротивление внутри труб низкое, поэтому насос может работать в режиме минимальной частоты вращения. Одновременно значительно уменьшается потребление электрической мощности.

Между тем было разработано большое количество приборов управления, предназначенных для плавного бесступенчатого регулирования циркуляционными насосами систем отопления. Эти приборы управления изменяют частоту вращения автоматически в зависимости от следующих параметров:

времени,
температуры воды,
перепада давления,
других факторов, влияющих на работу системы.

Бесступенчатое регулирование частоты вращения

Возможность бесступенчатого регулирования частоты вращения насосов с сухим ротором, оснащенных моторами большой мощности, в зависимости от отопительной нагрузки появилась еще в первой половине 80-х годов. Для этой цели использовались электронные преобразователи частоты.

В обычной электросети переменный ток имеет частоту 50 Гц. С пропорциональной частотой вращается ротор в моторе насоса.

С помощью электронных приборов можно повышать или понижать частоту переменного тока, т. е. непрерывно регулировать частоту, например, между 100 Гц и 0 Гц.

Однако, в связи с конструктивными особенностями моторов, частота тока в системах отопления не может быть менее 20 Гц или 40 % от максимальной частоты вращения. Так как максимальная теплопроизводительность рассчитывается для самых холодных дней, необходимость эксплуатации моторов с максимальной частотой вращения может возникнуть только в исключительных случаях.

Раньше приходилось использовать огромные трансформаторные блоки, сейчас преобразователи частоты настолько малы, что легко могут поместиться в клеммных коробках непосредственно на корпус насоса, например, как у насоса Wilo-Stratos.

Поле характеристик насоса Wilo-Stratos

Способы регулирования

Насосы с электронным управлением позволяют выбирать различные способы регулирования и рабочие режимы с помощью электронного блока управления.

Бесступенчатое регулирование частоты вращения у высокоэффективных насосов Wilo-Stratos

При этом следует провести различие между способами регулирования, при которых насос регулируется автоматически, и рабочими режимами, при которых насос не регулируется автоматически, а настраивается на определенную рабочую точку с помощью команд.

Ниже дан обзор наиболее часто используемых способов регулирования и рабочих режимов насоса. Благодаря дополнительным приборам управления и регулировани можно обрабатывать и передавать также целый ряд другой информации.

Возможные способы регулирования:

Δp-c — Постоянный перепад давления

Постоянный перепад давления: Δp-c

Электроника поддерживает создаваемый насосом перепад давления в пределах допустимого диапазона на уровне установленного заданного значения перепада давления HS до достижения максимальной характеристики.

Δp-v — Переменный перепад давления

Переменный перепад давления: Δp-v

Электроника выполняет заданное изменение перепада давления, которое должно поддерживаться насосом, например, линейно в диа- пазоне от HS до 1/2HS. Заданное значение перепада давления (H) уменьшается или увеличивается в зависимости от подачи (Q).

Δp-cv — Переменный/постоянный перепад давления

Переменный/постоянный перепад давления Δp-cv

При этом способе регулирования электроника поддерживает создаваемый насосом перепад давления на уровне установленного значения перепада давления до достижения определенной подачи (HS 100 %). При дальнейшем снижении подачи электроника линейно изменяет перепад давления, который должен поддерживаться насосом, в диапазоне от HS 100 % до HS 75 %.

Δp-T — Регулирование перепада давления от температуры

Регулирование перепада давления от температуры: Δp-T

При этом способе регулирования электроника изменяет заданное значение перепада давления, которое должно поддерживаться насосом, в зависимости от измеренной температуры среды.

Для этого способа регулирования возможны два варианта настроек:

регулирование в положительном направлении. По мере повышения температуры перекачиваемой среды заданное значение перепада давления линейно увеличивается в диапазоне от Hмин до Hмакс. Этот вариант применяется, например, в стандартных котлах с постоянно изменяющейся температурой в прямом трубопроводе.
регулирование в отрицательном направлении. По мере повышения температуры перекачиваемой среды заданное значение перепада давления линейно уменьшается в диапазоне от Hмакс до Hмин. Этот вариант применяется, например, в котлах, использующих теплоту сгорания, в которых должна поддерживаться определенная минимальная температура на выходе с целью достижения максимально высокого коэффициента использования теплоносителя. Для этого насос должен быть обязательно установлен на обратном трубопроводе системы.

Возможные рабочие режимы:

Автоматическое уменьшение частоты вращения (автопилот)

Рабочий режим "Автоматическое уменьшение частоты вращения (автопилот)"

Новые насосы с мокрым ротором и электронной системой управления оснащены функцией автоматического уменьшения частоты вращения (автопилот). При снижении температуры в прямом трубопроводе насос автоматически уменьшает частоту вращения (режим низкой нагрузки). Такой способ регулирования обеспечивает снижение энергопотребления насоса до минимального уровня и в большинстве случаев является оптимальным. Использование функции уменьшения частоты вращения (автопилот) возможно только после гидравлической балансировки системы. В противном случае в морозную погоду части системы, находящиеся в зоне недостаточного снабжения, могут замерзнуть.

Ручное регулирование

Рабочий режим "Ручное управление"

Этот рабочий режим предусмотрен в насосах с электронной системой управления определенной мощности. Частота вращения насоса устанавливается на постоянном уровне в диапазоне между nмин и nмакс с помощью электронного модуля насоса. При выборе режима "Ручное регулирование" функция регулирования перепада давления на электронном модуле деактивизируется.

DDC (Прямое цифровое управление) и соединение с АСУ (Автоматизированной системой управления здания)

Рабочий режим "DDC – Прямое цифрово управление"

В этих рабочих режимах заданное значение передается на электронный модуль насоса через соответствующую систему АСУ здания. Заданное значение рассчитывается в данной системе путем сравнения заданного и фактического значений и передается в виде аналогового сигнала 0 – 10 В/0 - 20 мА или 2 – 10 В/4 – 20 мА либо цифрового сигнала.

ru.teplowiki.org

каким бывает и как регулируется в системе водоснабжения дома

Грамотный подход к устройству автономной системы водоснабжения в частном доме – это не только комфортное принятие душа и полив насаждений в саду, но и противопожарная защита строения, его отопление и многое другое. Чаще всего автономное водоснабжение обеспечивается с помощью скважины и погружного насоса достаточной мощности или насосной станции. При их подборе важен целый ряд критериев. Один из них – давление скважинных насосов, которое они могут создавать в системе.

Напор насоса – это параметр, который в обязательном порядке рассчитывается и учитывается при покупке прибора. Под ним понимается энергия, которая передается жидкости от движущегося элемента насоса (крыльчатка, винт) и помогает преодолеть ей сопротивление труб, подняться по ним.

Обратите внимание! Величина измерения напора – метры водяного столба.

Необходимый напор прибора складывается из высот и расстояний, которые необходимо преодолеть жидкости в системе, чтобы ее излив в максимальной точке разбора был достаточным. При этом на каждый метр горизонтально проложенных труб приходится 10 м напора.

H – высота от зеркала воды до верхней точки водоразбора

Давление жидкости в системе водоснабжения – это сила, с которой она давит на стенки труб при движении. Измеряется в барах. Иногда используются и атмосферы, но здесь имеется небольшая погрешность – 1 бар = 1,0197 атмосфер. Прибор, поднимающий воду на высоту 10 м, создает на выходе давление в 1 бар. Это так называемое давление нагнетания насоса.

Таким образом, если в вашем доме необходимо поднять воду на высоту 30 м, то насос должен создавать давление минимум в 3 бар. Если насосное оборудование подобрано неправильно, в системе возникли неполадки, то показатель может отклониться от нормального. Что же делать тогда?

Система водоснабжения дома из скважины

Прежде чем выявлять отклонения давления в трубопроводе, необходимо узнать об оптимальных величинах.

Показатели для комфортного водопотребления ↑

Считается, что для комфортного потребления воды в частном доме достаточно 2,5-4 бар. Допустимо повышение давления до 6 бар. В характеристиках к каждому сантехническому изделию указывают минимальную и максимально допустимую величину этого показателя. Слишком высокое давление может привести к быстрому износу и выходу из строя особо чувствительной сантехники.

Если насос создает на выходе давление в 2 бара, то этого вполне достаточно для привычных процедур: принятия душа, умывания, мытья посуды, стирки и т. д. Но вот для джакузи или полива больших участков, понадобится 4 бара.

Точки водоразбора в системе водоснабжения дома

Учтите и тот момент, что домочадцы и гости могут использовать одновременно несколько точек водоразбора. По этой причине в каждой из них рекомендуется поддерживать значение в 1,5 бара.

Низкое давление в системе водоснабжения ↑

Давление может понизиться по многим причинам. Некоторые из них:

Активное водопотребление в жаркое время года.
Малый дебит скважины. В этом случае не происходит своевременного восполнения в ней запасов воды.
Использование слишком мощного насоса.

Способов решения проблем несколько. Это может быть замена имеющегося насоса (коррекция его мощности), установка повысительного насоса, установка насосной станции с гидроаккумулятором. Первые два способа не решат проблему, если она заключается в малом дебите скважины. В этом случае рекомендуется использовать расширительный мембранный бак.

Насос для повышения давления

Мембранный бак для поддержания давления в системе ↑

Мембранный бак (гидроаккумулятор) предназначен для поддержания оптимального давления в напорной системе водоснабжения загородного дома. Добавьте к нему реле давления – вот вам и насосная станция. Обратите внимание, гидроаккумулятор не создает, а именно поддерживает давление, создаваемое насосом.

Что представляет собой мембранный бак? Это емкость, внутреннее пространство которой разделено на две части мембраной. Одна часть заполнена воздухом, а в другую подается вода.

Заполнение бака водой

Когда вода заполняет предназначенную для нее половину, то имеет место сжимание воздуха во второй камере. Это продолжается до тех пор, пока на определенном значении не сработает реле давления и не отключит насос. Контролировать состояние системы можно с помощью манометра.

Работа мембранного бака

Когда в точке водоразбора открывается кран, воздух начинает давить на мембрану бака, выталкивая из него имеющуюся воду.

Обратите внимание, что в этот момент насос не работает! Он запускается автоматически в тот момент, когда давление в расширительном баке падает до заданного значения.

Использование гидроаккумулятора позволяет накапливать запас воды до тех пор, пока ее уровень в скважине не восстановится до рабочей отметки, когда насос беспрепятственно сможет ее выкачивать. В связи с этим мембранный бак имеет различные объемы. Выбирая изделие, ориентируйтесь на свои потребности в воде, мощность установленного насоса и данные в паспорте скважины.

Расширительные мембранные баки различного объема

Как понизить давление в системе водоснабжения ↑

Иногда давление в системе может быть слишком сильным. Такая ситуация возникает в случаях, когда при мощном насосе потребление воды скудное, точек ее забора мало. Решить проблему помогут редукционные клапаны или, как их называют в простонародье, редукторы. Путем снижения давления в трубопроводе они предотвращают возникновение гидроударов и существенно продляют срок эксплуатации установленной сантехники.

Редукторы врезаются в систему соответственно направлению движения воды. Они имеют два патрубка – входной и выходной. К первому вода поступает под большим давлением, а из второго – выталкивается с меньшей силой. Такой эффект достигается за счет выравнивания усилий установленной внутри редуктора надстроечной пружины и мембраны.

Редуктор давления воды

Таким образом, приобретая насос или устанавливая целую насосную станцию, необходимо тщательно производить расчеты. Учтите объем потребления воды, количество точек водопотребления, глубину скважины, ее дальность от дома и т.д. Неправильные или несвоевременные подсчеты приведут вас к незапланированным и в большинстве случаев необоснованным тратам.

Не можете справиться самостоятельно? Пригласите специалистов. Они выполнят не только все расчеты, но и помогут подобрать гидротехническое оборудование, установят его должным образом.

aqua-guru.ru