Что такое полезная мощность насоса

Мощность насоса (напор): определение, формула, характеристики, единицы измерения

Мощность насоса – значимая техническая характеристика центробежного насоса, которая определяет выполняемую работу за определенный период времени. Под насосом имеют в виду систему для транспортировки перекачиваемой жидкости. Жидкость может быть чистой или с примесями в виде твердых частиц. Каждый насос перекачивает фракции определенного диаметра. Насос отличается от водоподъемного оборудования способностью увеличивать давление или кинетическую энергию.

Для расчета полезной мощности важно рассмотреть два важных термина. Подача напора насоса обозначается Q. Это количество воды, которое поступает в насос. Все измерения производятся за единицу времени. Напор насоса – это механическая энергия, вырабатываемая при прохождении жидкости через насос. Она определяется двумя значениями – энергией при входе и энергией на выходе воды. Простыми словами, напор насоса определяет высоту, на которую водяной насос сможет транспортировать жидкость.

Еще одним важным параметром будет мощность, потребляемая насосом. Она обозначается буквой N. Единицей измерения будут кВт. Полезная мощность – это Nп или полученная мощность, которая образуется при прохождении определенного количества воды за единицу времени.

КПД водяного насоса – это количество потерянной энергии. Это та энергия, которую потребляет двигатель для работы.

В процессе вырабатываемой энергии есть не только затраченная на перекачивание воды, но и несколько других разновидностей. Общие потери в насосах определяются по формуле: 1 – КПД. Чем меньше КПД, тем меньше лишней энергии вырабатывается. Следовательно, учитывая все существующие КПД и их причины, можно снизить общие потери в насосе.

Расчет КПД в насосе и двигателе

При техническом обслуживании специалист не сможет определить мощность, оставшийся срок службы подшипников насоса или двигателя с высокой степенью точности. Именно состояние этих деталей может стать причиной замены насоса или обслуживания. С другой стороны, в ходе использования насоса можно самостоятельно определить снижение мощности и сопутствующие неполадки. Объективно, если агрегат стал медленнее транспортировать жидкость из точки «А» в точку «Б», это говорит о необходимости замены двигателя или самого центробежного насоса.

Количественная оценка потери эффективности нужна в определенных ситуациях. Фактически можно количественно оценить существующий КПД насоса или двигателя и сравнить их с техническими особенностями оборудования.

В водяных насосах выделяют следующие виды КПД:

1. Гидравлические. Они зависят от количества вращения лопастей насоса, выполняемых при перекачивании воды. Определяются потоком воды внутри насоса. Если гидравлический КПД превышает норму, насос будет хуже поднимать воду на высоту. Снижается напор насоса.
2. Объемные. Это потенциальные утечки в насосе, которые снижают количество воды на моменте подачи жидкости в систему. Объемный КПД определяется делением фактического расхода, подаваемого насосом при заданном давлении, на его теоретический расход.
3. Механические. Увеличивается из-за сильного трения внутри оборудования. Это может происходить из-за износа деталей, небольшого количества смазки, отсутствия жидкости. В результате существенно может снизиться мощность насоса. Определяется путем деления теоретического крутящего момента, необходимого для его привода, на фактический крутящий момент, необходимый для его приведения в действие. КПД 100% означает следующее: если насос будет подавать поток при нулевом давлении, для его привода не потребуется сила или крутящий момент.

В целом, КПД зависит от исправности насоса, качества и состояния уплотнителей, затрачиваемой энергии на механическое трение. Без ссылки на теоретический расход фактический расход, измеренный расходомером, не имеет смысла.

Рабочие характеристики

Показатели рабочих характеристик насоса определяются кривой. Она обозначает зависимость подачи и напора насоса. Соприкасаются эти два измерения в одной точке. Если посмотреть на график выше, можно определить понятие рабочей точки.

Она представляет собой пересечение гидравлической характеристики сети и напора. Также на графике отображается области устойчивой работы оборудования. Выходящий над точкой соприкосновения отрезок Q-H определяет зону неустойчивой работы агрегата. На этом отрезке вероятны срывы в работе. При нулевой подаче воды включается мощность холостого хода.

Как увеличить производительность центробежного насоса?

Центробежный насос не предназначен для создания одного конкретного набора рабочих условий, как это хотелось бы покупателю. Данный тип насоса спроектирован для обеспечения полного диапазона производительности, как указано на кривой графика.

Чтобы в полной мере оценить поведение кривой насоса и взаимосвязь между напором и производительностью центробежного насоса, представьте, что насос проводит воду в прямую вертикальную трубу. Если труба расположена высоко, жидкость в итоге достигнет определенного уровня, выше которого она подняться уже не сможет. Так определяют максимальный напор, который может развить центробежный насос при таком положении трубы. Он может работать, но продвинуть жидкость дальше этого уровня не сможет. В таком случае перекачиваемая жидкость остановится в корпусе оборудования, но через насос не пройдет. Следовательно, при максимальной производительности насоса будет нулевой напор.

В этом случае можно сделать отверстие в трубе на более низком уровне. Так, насос будет постоянно развивать все большую емкость. Если перенести это на график, можно определить производительность насоса. Кривая не оборвется на нулевом напоре. Но, учитывая сбои в работе насоса сверх определенной мощности, кривая обычно прерывается. Эта кривая определяет:

• производительность, которую может развивать этот насос;
• показатель общего напора, когда насос работает на определенной скорости с заданным диаметром рабочего колеса.

Нельзя полностью полагаться на показания кривой. Фактические условия на кривой будут зависеть от системы, в которой он работает. Это означает, что система управляет насосом и определяет условия работы, независимо от производственных показателей напора.

Препятствовать потоку жидкости из одной локации в другую могут препятствовать такие факторы, как сила тяжести и трение. Для снижения показателей силы тяжести жидкость должна подниматься по вертикали. Расстояние между источником и конечным пунктом транспортировки жидкости называется общим статическим напором. Он не является переменной скорости потока, и график, сравнивающий эти два значения, будет отображаться как прямая горизонтальная линия.

Еще одна важная характеристика насоса – трение. Этот термин определяет сопротивление потоку. Его рассчитывают из потерь со всех источников (например, в фильтрах, теплообменниках). Данные потерь можно измерить путем измерения давления на входе и выходе. По мере увеличения потока растут и потери на трение. Происходит это с большой скоростью.

Учитывается и давление в источнике всасывания и сливном резервуаре. Если это закрытые сосуды с разным давлением, полученную разницу добавляют к показателю общего напора. В этом случае график будет построен иначе: кривая начнется на уровне статического напора и будет постепенно увеличиваться в зависимости увеличения расходов напора.

Если вы правильно выберите насос, производительность пересечется с кривой в точке. Эта точка будет означать работу оборудования. Есть также несколько способов регулирования работы центробежного насоса:

1. Изменение воздействия на систему перекачивания воды. Это наиболее простой способ, принцип которого заключается в использовании задвижки. Ее устанавливают в напорном трубопроводе. Существует потенциальная угроза кавитации при таких экспериментах. Объясняется это тем, что положение задвижки может влиять на рабочую точку.
2. Регулирование частоты вращения насоса. Это эффективный способ снижения потерь, который повлияет на мощность центробежного насоса. Допустим только в моделях оборудования с возможностью регулирования частоты вращений.
3. Связанный с изменением технических характеристик агрегата способ. С помощью вспомогательных элементов можно скорректировать силу напора, угол лопастей движущей части, количество рабочий ступеней.

На практике можно воспользоваться несколькими рабочими способами для изменения показателей мощности насосов. Перед эксплуатацией важно изучить возможности насоса и его технические возможности. Грамотное проектирование и установка центробежного насоса позволят использовать оборудование на всю мощность.

Расчет напора и мощности, полезная мощность насоса

Насос – основное устройство, входящее в конструктив системы водоснабжения. Нередко насосное оборудование используется и для перекачки пищевых, химических и прочих веществ. Чтобы обеспечить стабильную работу такого устройства, необходимо правильно произвести расчет мощности насоса, определить рекомендуемый напор и другие параметры. Это избавит от дополнительных трат и проблем в процессе эксплуатации оборудования.

Мощность насоса: что это такое

Чтобы рассчитать коэффициент полезного действия оборудования, нужно учитывать потребляемую и полезную мощности насоса. Это позволяет определить, какой именно насос нужно приобретать в том или ином случае.

Потребляемая мощность насоса – это та мощность, которая потребляется устройством в процессе работы. Важно учитывать, что во время эксплуатации мощность частично теряется. Потери разделены на механические, объемные, а также гидравлические варианты. Это следует учитывать, организуя расчет мощности насоса (влияет на итоговую производительность).

Важно! Если своевременно установить причины возникновения потерь, можно на порядок повысить КПД насосного оборудования.

Полезная мощность насоса – тот объем энергии, который затрачивается на подачу рабочей жидкости. Данная мощность зависит от уровня производительности оборудования, создаваемого напора и уровня плотности рабочей среды.

Чтобы правильно рассчитать полезную мощность насоса, следует предварительно установить следующие характеристики и параметры:

• глубина скважины или же другого источника;
• расстояние от насосного оборудования до поверхности источника, например, скважины;
• уровень плотности рабочей жидкости;
• напор;
• уровень расхода рабочей жидкости.

Учет всех вышеперечисленных параметров позволяет правильно определить мощность насоса.

Напор насоса: что это такое

Выбирая оборудование, нужно организовать не только расчет мощности насоса, но и напора (это та высота, на которую насос поднимает рабочую жидкость). В техническом паспорте производители указывают максимально возможный напор, который доступен в идеальных эксплуатационных условиях. В реальности этот параметр может быть немного ниже. Измеряется напор в метрах.

Чтобы правильно определить напор насоса, следует учитывать несколько ключевых факторов:

• плотность рабочей среды, которая перекачивается;
• ускорение за счет свободного падения;
• подача.

Подача насосного оборудования – это тот объем потока рабочей среды, который протекает через входное сечение. К подбору такого параметра требуется отнестись максимально ответственно.

Потери напорной силы

Проводя расчеты напора насоса, необходимо обращать внимание еще на ряд факторов, которые в той или иной степени влияют на напорную силу:

• материал, который используется для изготовления труб, входных и выходных патрубков;
• геометрические особенности подвода рабочей среды (длина, наличие загибов и их численность, количество переходов и диаметр);
• входят ли в состав фильтры, из какого материала они изготовлены;
• основные показатели рабочей среды (вязкость, наличие включений и их размер).

Влияет ли монтаж на величину напора и мощность?

Выполняя установку и расчет напора насоса, нередко допускаются ошибки. Из-за них существенно снижается величина мощности, производительности и напора. В число наиболее распространенных ошибок входят такие:

Диаметры трубопровода и всасывающего патрубка отличаются. Чтобы не допускать такую ошибку, следует выбирать трубы уже после покупки насосного оборудования. Это позволяет избежать проблем, возникающих в процессе установки и во время эксплуатации.

При подключении допущены серьезные ошибки. Например, довольно часто насос подключают к гибкой трубопроводной системе. Если выбрана малопроизводительная модель, то подобное вполне допускается. Устанавливая насос, отличающийся высоким уровнем производительности, следует выбирать трубы из прочного и износостойкого материала (металла).

Герметизация выполнена неправильно. Если точка забора недостаточно герметизирована, то напор и мощность насоса будут постепенно снижаться. Кстати, из-за плохой герметизации в помещении, где установлено насосное оборудование, будет чрезмерно шумно.

Чтобы выбрать насос, который идеально подойдет для поставленных задач, профессионалы советуют правильно осуществить расчет напора насоса и мощности, а также учитывать ряд дополнительных характеристик.

При покупке оборудования отдайте предпочтение проверенным временем производителям, которые имеют положительную репутацию на рынке. Установку, наладку и техническое обслуживание требуется доверить квалифицированным специалистам.

Читайте также

Напор и производительность центробежного насоса

Главными показателями, на которые следует обратить внимание, является производительность насоса, создаваемый напор, а также максимальные значения высоты, на которую поднимает жидкость насос.

Насос консольный: характеристики и конструкция

Большой популярностью пользуются насосы консольного типа. Они хорошо зарекомендовали себя во многих сферах деятельности человека. Консольные насосы легко ремонтируются, долго не выходят из строя, практически не требуют организации технического обслуживания.

Технические характеристики промышленных насосов

Рассмотрим в статье технические характеристики промышленных центробежных, шнековых, консольно-моноблочных насосов и сферу их применения в промышленности

Как выбрать насос на производство

В статье рассмотрим вопрос «Как выбрать насос на производство?», рассмотрим основные характеристики которые влияют на выбор насоса.

Производитель центробежных, консольных и шнековых насосов

Производитель промышленных насосов «Техмаш» поставляет на рынок различные модификации оборудования: консольно-моноблочные, шнековые, центробежные насосы ЦНС.

Производство насосного оборудования

Наш завод Техмаш по производству насосного оборудования выпускает насосы отечественного производства с 1999 года, возможно изготовление насосов на заказ

Производство химических насосов

Завод Техмаш с 1999 года занимается производством собственной линейки насосов для перекачки химически-активных веществ: щелочей, кислот, масел, топлива, нефти, нефтепродуктов, ГСМ и др.

Производство центробежных насосов ЦНС

На заводе «Техмаш» с 1999 года налажено производство центробежных насосов, которые отличаются мощностью, производительностью, возможно изготовление на заказ

Появились вопросы?

Вы можете задать любой вопрос на тему нашей продукции

Мощность и КПД насоса

Гидравлические потери в насосе состоят из потерь на преодоление гидравлических сопротивлений в рабочем колесе и корпусе при движении потока жидкости от всасывающего патрубка к напорному. Они зависят от конструктивных особенностей насосов, размеров их проточной части, качества обработки (шероховатости) стенок и поверхностей насоса. Гидравлические потери прямо пропорциональны квадрату скорости перекачиваемой жидкости.

Механические потери обусловлены трением, имеющим место в опорах радиальных и осевых подшипников, а также в торцевом уплотнении. Также данные потери обусловлены трением рабочего колеса и ротора насоса о перекачиваемую жидкость. Механические потери также зависят от конструкции, качества изготовления и типоразмера насоса.

КПД насоса оценивает его энергетическую эффективность. Он определяется, как отношение полезной мощности к потребляемой.

Следовательно, путем к повышению КПД насоса является уменьшение потерь — гидродинамическое совершенствование проточной части, качественная обработка стенок насоса, качество торцевых уплотнений и подшипников.

КПД насоса рассчитывается по следующей формуле:

Q [м3/ч] – производительность насоса;

P2 [кВт] – мощность насоса;

367 – постоянный коэффициент;

ρ [кг/м3] – плотность воды.

Так насос постоянно приводится в действие приводом двигателя, и этот двигатель забирает мощность P1 из сети, чтобы в месте подсоединения насосной части передать мощность валу P2, то КПД двигателя рассчитывается следующим образом:

Тогда общий КПД насоса ŋ_tot определяется произведением КПД электродвигателя и КПД насоса:

ŋ_tot = ŋ_м • ŋ_p

КПД насосов различных типов и размеров могут варьироваться в очень широком диапазоне. Для насосов с мокрым ротором КПД ŋ_tot составляет 5–54%, причем последнее значение характерно для высокоэффективных насосов. Насосы с сухим ротором имеют больший КПД ŋ_tot – порядка 30–80%.

Даже в пределах характеристики насоса H(Q) текущий КПД в тот или иной момент меняется от нуля до максимального значения.

Если насос работает при полностью закрытом клапане, то им создается максимальное давление, но перемещения воды нет, поэтому КПД насоса в этот момент равен нулю. Аналогичная ситуация возникает и при открытой трубе. Несмотря на большое количество перекачиваемой воды, давление не создается, поэтому КПД насоса также равен нулю.

Кстати, посмотрите предыдущую статью. Там много полезной информации для вас — Характеристика сети. Рабочая точка насоса

Максимальный общий КПД циркуляционного насоса системы отопления достигается в средней части характеристики насоса H(Q). В каталогах изготовителей насосов графики характеристики насосов и зависимости КПД от подачи указаны отдельно для каждого конкретного насоса.

Насос никогда не работает при постоянной производительности. Поэтому при первичном расчете системы отопления необходимо подобрать такой насос, чтобы его рабочая точка находилась в средней трети характеристики насоса большую часть отопительного сезона. Это будет являться гарантией работы насоса при оптимальном КПД.

Мощность насоса – выбор насоса, расчет параметров, факторы расчета, расчет через измерение и вычисление, расчет различных насосов

Чтобы обеспечить стабильность в работе автономной системы водоснабжения, необходимо прежде всего правильно рассчитать мощность насоса. Разберем, что собой представляет данный параметр, каковы критерии выбора насоса, какие основные характеристики требуется рассчитать, какие факторы прямо влияют на расчет, в чем состоит суть метода расчета путем измерения и вычисления, а также каковы основные особенности расчета параметров насосов различного типа.

Мощность насоса – что это такое, критерии выбора насоса, расчетные параметры

Под мощностью насоса понимается количество перекаченной воды в единицу времени. Величина выражается в литрах или куб. м. в секунду и характеризует производительность или полезную мощность оборудования. Помимо нее существует потребляемая мощность. Это показатель затрачиваемой электроэнергии, выражаемый в кВт. Соотношение полезной мощности к затрачиваемой отображает коэффициент полезного действия. Чем больше его значение, тем меньше энергии теряется на перекачку воды, и тем, соответственно, эффективнее оборудование.

При выборе насоса в первую очередь учитывается следующий ряд критериев:

• Конструкционные и технические особенности.

Для конкретных условий применения всегда требуется насос определенной конструкции и заданными техническими параметрами, расчет которых можно выполнить заранее. Во многих случаях выбор оборудования задается технологией подачи жидкой среды. Например, если нужна максимально равномерная накачка воды, то применяются центробежные модели.

В остальных случаях, или когда этого также требует технология, допускается использовать поршневые установки – обеспечивающие подачу воды порциями. Другим примером технических требований является случай, когда насос должен или вынужден располагаться внутри источника под водным зеркалом. В таком случае применяются погружные модели.

Насосное оборудование должно обеспечивать беспрепятственную перекачку конкретной жидкой среды. В частном домовладении насосы используются далеко не только для того, чтобы подавать воду из колодца или скважины в домашнюю систему водоснабжения.

Зачастую хозяевам своего дома приходится заниматься выкачиванием выгребных ям и септиков, а также откачивать подвалы, цоколи, низменные места на участке при затоплении. Кроме того, для владельцев бассейнов и искусственных прудов также требуется специальный откачивающий прибор. Все эти жидкости могут включать в состав как мелкие, так и крупные частицы, и отличаться по характеристикам вязкости и текучести от обычной чистой воды.

• Основные рабочие характеристики.

К главным параметрам насосного оборудования, влияющим на его работу, относятся:

1. Производительность.
2. Напор.
3. Потребляемая мощность.

Для обеспечения длительной и надежной эксплуатации в первую очередь учитываются первые 2-е характеристики. Как правило, они зависят друг от друга и задают область применения оборудования. Например, 1-ступенчатый центробежный насос способен перемещать воду до 100 м, и по расчету ему будет соответствовать производительность до 1000 м³ в час. При этом многоступенчатые модели способны создавать напор до 1000 м и полезную мощность до 10 тыс. куб. метров в час.

Основные расчетные параметры

Существуют 3 основных параметра, максимально точно характеризующих работу насосов, это:

Величина определяется, как объем перекачиваемой жидкости в определенный промежуток времени, например, 1 литр в секунду. На практике, например, в системе водоснабжения частного дома, она должна быть равна величине суммарного расхода со всех потребителей – душа, раковин, ванны и проч.

Однако теоретический расчет не учитывает возможные потери в виде утечек ввиду не совершенности трубопровода. Поэтому существует такое понятие, как фактический расход. Между собой обе величины связываются объемным КПД. При этом необходимо учесть, что современные приборы и системы водопроводов – ввиду большой надежности и герметичности – позволяют выровнять их значения.

Зачастую данная величина воспринимается, как высота водяного столба, которую может создать насос. В действительности это далеко не всегда так. В теоретическом расчете напор насоса представляет собой энергию, передаваемую единице массы перекачиваемой жидкой среды.

Величина измеряется в метрах, и зависит от нескольких сопутствующих факторов. Это прежде всего – разница давления между точкой забора и приема, высота подъема, сопротивление потоку.

Характеристика показывает количество энергии, затрачиваемое насосом на перекачку жидкости. Ее значение всегда выше полезной мощности – силы, непосредственно затрачиваемой на подачу воды.

При этом определенная доля энергии уходит на потери в трубопроводах, преодоление сил трения в механизмах и проч. местах. Разница между потребляемой и полезной мощностью выражается коэффициентом полезного действия.

Рекомендация! Для определения мощности насоса необходимо знать общий расход потребления воды в доме, суммировав значение каждого потребителя. Выполнить такой подсчет на практике достаточно сложно. Поэтому готовые данные можно взять из специальных таблиц. При этом среднесуточный показатель на 1 человека не превышает 200 литров.

Факторы, влияющие на расчет

При расчете мощности насоса должен быть учтен следующий ряд факторов:

Точное определение параметра необходимо для правильного расчета дебита источника. Более того, это позволит грамотно подобрать насос по глубине погружения и высоте подъема воды.

Это расстояние от водяного зеркала до поверхности земли, когда водозаборный источник не эксплуатируется. Период простоя скважины до начала измерения варьируется от 1 часа до суток.

Максимального значения достигает в период весенних паводков, минимального – в засушливый период. Поэтому измерять его всегда лучше в летний период бездождья.

Это расстояние от поверхности земли до водяного зеркала при полном водозаборе. Разница между статическим и динамическим уровнями максимальна на неглубоких скважинах – малонапорных песчаных и абиссинских с низким дебетом, и практически полностью отсутствуют в глубоких артезианских источниках.

Большое значение имеет определение динамического уровня при расчете глубины монтажа погружного насоса. Так как от этого будет зависеть величина внешнего давления столба воды на прибор в отключенном состоянии. В оптимальном случае оборудование должно погружаться не ниже 1-2 метров под динамическую отметку.

Для того, чтобы рассчитать напор и другие характеристики устанавливаемого насоса, необходимо прежде всего определить, какой объем воды он будет перекачивать ежедневно. Величина зависит от типа и количества приемников, а также какое количество людей будет ими пользоваться. Для каждого сантехнического прибора существует свое значение параметра.

1. Раковина с краном – 250 л/ч.
2. Умывальник со смесителем – 180 л/ч.
3. Ванна со смесителем – 300 л/ч.
4. Душевая кабина – 115 л/ч.
5. Унитаз с бачком – 83 л/ч.

Однако в расчетах необходимо учитывать и коэффициент использования, который, как правило, варьируется от 0,15 до 0,5 для различных приборов. При этом суммарный потребляемый объем не должен быть больше величины дебита скважины.

• Диаметр труб скважины или колец колодца.

Для неглубоких узких скважин абиссинского типа применяют наружные центробежные насосы с погружением водозаборной трубы. Так как стандартные погружные модели с диаметром корпуса 4 дюйма в них установить не представляется возможным. Для них требуется скважинная труба с внутренним диаметром не менее 100 мм.

Для моделей с высокой производительностью и корпусом 6 дюймов необходимо труба не менее, чем на 150 мм. Если же на участке используется колодец в качестве водоисточника, к диаметру колец также предъявляются особые требования – при условии установки специальных погружных электронасосов с поплавковым выключателем. Последний должен располагаться на поверхности воды не менее, чем на 300 мм от центральной оси прибора.

• Состав воды.

В зависимости от вида водозаборного источника состав воды может существенно варьироваться. Поэтому для каждой разновидности рекомендуется применять свой, хорошо подходящий под конкретные условия тип насоса:

1. Недорогие абиссинские скважины глубиной до 8 м обслуживаются вихревыми или центробежными видами насоса. Перекачиваемая вода достаточно чиста.
2. Песчаные источники отличаются большей глубиной и содержанием в воде твердых частиц. Если вода относительно чиста, применяются глубинные центробежные насосы, а при значительном замутнении – модели винтового типа.
3. Артезианские скважины с твердым известковым дном обслуживаются вихревыми и центробежными электронасосами.

При этом, чтобы точно посчитать напор и другие важные характеристики насоса, необходимо учесть фактор гидравлического сопротивления в водяных фильтрах. Так как ввиду плохого качества воды они часто устанавливаются в систему водозабора.

Читайте также:
Насос для водопада на даче: как выбрать подходящую модель

• Расстояние между насосом и приемником.

Чтобы насос обеспечивал стабильность работы внутреннего водопровода, при выборе модели необходимо учесть правило перевода величины напора из вертикального значения в горизонтальные. Расчет зависит от гидравлического сопротивления, которое в свою очередь определяется множеством факторов. В первую очередь это диаметр, материал, количество изгибов, фильтры и прочие особенности водопровода.

• Давление во внутреннем водопроводе.

Задача электронасоса – не просто подача воды во внутренний водопровод, но также обеспечение стабильных показателей давления. Иначе, сила водяной струи из крана должна иметь достаточное и постоянное значение. В противном случае ухудшится комфорт потребления воды в доме.

Более того, при нестабильном или низком давлении в системе не будут срабатывать приборы автоматики – реле давления, датчик холостого хода и проч. Напротив, при избыточном давлении водопроводная арматура и соединения быстро начнут портиться и протекать.

На заметку! Существует 3 причины снижения КПД насоса – гидравлические (снижение напора), механические (уменьшение подачи) и объемные потери (падение мощности). Улучшить его значение можно путем усовершенствования гидродинамических свойств проточной части, повышения качества внутренних уплотнителей и снижения сил трения взаимодействующих механических узлов.

Расчет путем измерения и вычисления

Для вычисления минимальной силы, необходимой для запуска насоса (или напора), требуется знать производительность (или расход) и общий скоростной напор, для чего применяется следующая формула:

Р = О_сн * П * У_вж / 3960

Р – мощность водяного потока, в лошадиных силах (л. с.),

О_сн – общий скоростной поток, измеряемый в метрах или футах,

П – производительность, равная расходу воды, измеряется в галлонах/мин (gpm),

У_вж – удельный вес перекачиваемой жидкости, для воды равный 1,

3960 – поправочный коэффициент.

Для измерения данных, занесения их в формулу и последующего вычисления используется следующий алгоритм:

• Определяется требуемый расход. В примере рассматривается насос для полива участка с насаждениями из колодца, для чего требуется 20 галл/мин.

• Измеряется расстояние по вертикали между точкой водозабора в источнике и точкой приемника. Например, расстояние между водозаборными отверстиями насоса в скважине и точкой полива может составлять 30 метров, или в переводе на англоязычную систему измерений – 100 футов.
• Оцениваются потери напора на силы терния в водопроводе. Если для примера взять 1-дюймовую пластиковую трубу, то на каждые 100 фт длины теряется около 6,3 фт напора. Для примера – общая длина трубы, включая горизонтальный участок, составит 150 фт – общие потери составят около 9,5 фт. При этом учитываются потери на соединения и переходы. Если предположить, что в трубопроводе будет 1 прямоугольный переход и 3 прямых резьбовых, значение для данного материала составит 15 фт. В сумме 9,5 + 15 = 24,5 фт.
• Суммируется общая высота подачи и потери. В данном примере – 150 + 24,5 = 174,5 фт. Полученное значение соответствует величине О_сн в выше приведенной формуле. Это и будет минимальная нагрузка, которую должен осилить мотор насоса.

• Измеренные значения подставляются в выше приведенную формулу и по ней далее рассчитывается полезная минимальная мощность насоса или сила водяного потока в л. с. Р = 174,5 * 20 * 1 /3960 = 0,88 л. с.
• Корректируется значение мощности мотора насосного оборудования с учетом показателя эффективности. Последний, как правило, у современных моделей варьируется в диапазоне от 50 до 85%. Если для примера взять его минимальное значение, получится = 0,88/0,5 = 1,76 л. с.

Справка! Мощность мотора насоса может указывать как в ваттах, так и в лошадиных силах. 1 л. с. = 746 Вт. В выше приведенном примере прибор на 1,76 л. с. соответствует 1312 Вт, или 1,3 кВт.

Расчет параметров насосов различных типов

В практике обеспечения частного дома системой водоснабжения применяются следующие виды насосов со своими особенностями расчета основных параметров:

Насос погружного типа отличается от прочих модификаций тем, что всегда находится в массе воды. Поэтому в расчетных формулах исключается такой параметр, как расстояние от насоса до источника. Его здесь просто нет.

Видео описание

Видео о том, как правильно рассчитать параметры работы насоса:

Читайте также:
Насос дренажный погружной для грязной воды: какой лучше по параметрам и рейтингам

Величина напора определяется по следующей формуле:

Р_тр – требуемое значение напора,

Р_гео – высота от насоса в скважине до наивысшего приемника,

Р_потерь – потеря давления из-за особенностей водопровода – материала, диаметра, изгибов, определяется по таблицам,

Р_своб – добавочная величина, применяемая для комфортного пользования водопроводом с нескольких приемников (не более 5-20 м).

Производительность погружного насоса можно рассчитать стандартным способом. Однако после вычисления необходимо обязательно применять поправочный коэффициент, так как полное значение будет избыточно, и это будет существенная переплата за оборудование.

Насос поверхностного типа устанавливается снаружи – на поверхности рядом со скважиной или колодцем. Высота забора у таких моделей не превышает 10 метров, однако высота подачи существенно отличается – более 60 м. Есть также возможность применять специальные эжекторы, опускаемые в скважину, увеличивающие глубину забора до 30 м, но при этом сильно снижающие производительность.

Видео описание

Видео-пример расчета мощности насоса для отопления:

Величина напора рассчитывается следующим образом:

1. Когда присутствует запасная емкость, расположенная выше насоса. Ртр = Ргео + Рпотерь + Рсвоб – Рвысота емкости.
2. Когда источник воды находится ниже насоса. Ртр = Ргео + Рпотерь + Рсвоб + Рвысота источника.

Производительность насоса поверхностного типа вычисляется по стандартному способу с учетом поправочного коэффициента.

Насос циркуляционного типа применяется для перекачки теплоносителя в автономной системе отопления. Для эффективной эксплуатации последней требуется особо тщательный расчет как величины напора, так и показателя производительности.

Производительность рассчитывается по следующей формуле:

П_тр – требуемая производительность,

Т_необх – тепловая мощность котла,

Т_вых – Т_вход – разница температур теплоносителя на выходе в систему и входе в агрегат,

1,16 – удельная теплоемкость воды.

Напор циркуляционного насоса определяется не разницей высот между источником и приемником, а величиной гидравлического сопротивления.

Видео описание

Видео-инструкция по подбору скважинного насоса:

Величина рассчитывается по следующей формуле:

Р_тр = (Е * К + С_сум) / р * н

Р_тр – необходимый напор,

Е – потери на трение,

К – максимальная длина трубопровода, с учетом дальнего прибора отопления,

С_сум – сумма коэффициентов запаса для фитингов, арматуры, смесителей и прочих элементов,

р – плотность теплоносителя,

н – физическая величина ускорения свободного падения.

Для того чтобы рассчитать необходимую подачу центробежного насоса, нужно учесть величину оборотов рабочего колеса – фактически она будет равна разнице давления воды на входе и выходе в полость с рабочим колесом. Для вычисления теоретического значения величины применяется следующая формула:

Н_тео = у *с *cos a / н

у – окружная скорость,

с – скорость перемещения воды,

cos a – косинус угла между скоростью на входе в рабочую полость и окружной скоростью,

н – величина ускорения свободного падения.

Теоретически рассчитанная производительность перемножается на поправочный гидравлический коэффициент (0,8-0,9) и коэффициент учета числа лопаток (0,6-0,8). Напор прибора рассчитывается также, как и для аналогов.

Видео описание

Видео-советы по выбору насоса для скважины:

Коротко о главном

Полезная мощность насоса характеризуется количеством воды, перекаченной за определенный период времени. Количество энергии, потраченное на эту работу, определяется, как потребляемая мощность. Соотношение этих величин показывает КПД насоса. При выборе насоса учитываются – конструктивные и технические особенности, тип жидкости, рабочие характеристики.

Работу насоса характеризуют 3 главных параметра – производительность, насос и мощность. При вычислении мощности учитывается следующий ряд факторов:

• Глубина источника.
• Статический и динамический уровень.
• Потребляемый объем.
• Диаметр труб или колец.
• Состав воды.
• Высота от источника до приемника.
• Давление в водопроводе.

Для расчета мощности применяется специальная формула – Р = О_сн * П * У_вж / 3960, величины для которой измеряются специальным способом. В частной практике чаще всего применяются такие виды насосов, как поверхностный, погружной, центробежный и циркуляционный. Расчет напора и производительности для каждого из них имеет свою специфику.