Главная → Полезная информация → Статьи → Как правильно подобрать насос

Как правильно подобрать насос

Принципиальная  разница  в  конструкции  насосов, связана с областью их применения и, следовательно, со способом их монтажа. Для обычного центробежного несамовсасывающего насоса, который используется для откачивания жидкостей и повышения давления или перекачивания жидкостей на более высокий уровень, необходим клапан на всасывании для предотвращения обратного тока жидкости при остановке насоса. При  монтаже  насос  и  всасывающий  трубопровод должны быть заполнены жидкостью. После заполнения насос готов к работе.

При работе насоса вращение рабочего колеса отбрасывает воду к напорному патрубку. При этом на всасывающей стороне рабочего колеса возникает разряжение.  Атмосферное  давление  направляет жидкость через клапан и всасывающий трубопровод к всасывающему патрубку и рабочему колесу, которое вновь отбрасывает жидкость к напорному патрубку. Таким образом, разряжение во всасывающем патрубке насоса зависит от следующих факторов:

Давление в напорном патрубке насоса зависит от противодавления в системе. Если вода направляется в обратную сторону от напорного патрубка, значит, в системе отсутствует противодавление, не говоря уже об атмосферном давлении. Работа, выполняемая насосом, заключается в поднятии перекачиваемой жидкости из резервуара и преодолении потерь на трение в трубопроводе. 

 Если мы перекачиваем воду в бак, расположенный на высоте 10 метров над насосом, то насос должен поднять воду из одного резервуара в другой, создать давление на 1 бар выше атмосферного, а также преодолеть потери на трение во всасывающеми напорном трубопроводах. Насос работает с КПД большим 73%, и при следующих условиях:

 NPSH — это высота столба жидкости над всасывающим патрубком насоса. Проще говоря, это условия, при которых насос не сможет создать абсолютный вакуум. Все центробежные насосы имеют NPSH характеристику, показывающую условия, при которых насос не сможет выкачать водяной столб высотой 10, 33 метра, который при нормальных условиях является установленным напором абсолютного вакуума на уровне моря. 

NPSH характеристика зависит от расхода. Она увеличивается с увеличением расхода. Увеличение характеристики говорит о снижении способности насоса создавать разряжение. NPSH — это минимальное давление на всасывании для безаварийной работы насоса.

Кавитация  возникает  тогда,  когда  насос  пытается поднять воду с большей глубины, чем это возможно. В такой ситуации рабочее колесо будет разбивать поток  воды,  вызывая  появление  пузырьков  пара. Так как эти пузырьки были перенесены из области низкого давления в область высокого, то под действием этого давления они начнут взрываться. Возникающая при этом звуковая волна создает сильный шум и может вызвать повреждение насоса и его подшипников через некоторое время работы в таком режиме. В насосах, рабочие колеса которых изготовлены не из прочной нержавеющей стали, кавитация может стать причиной больших повреждений. Обычно повреждаются рабочие колеса, изготовленные из чугуна, пластика или бронзы.  

Таблица потерь массы для различных материалов в  связи  с  возникновением  кавитации  показывает, что потери нержавеющей стали составляют только 0,05% от соответствующих потерь массы чугунного колеса при тех же условиях. 


Правильный подбор насоса зависит от следующих условий

 

  1. Условия монтажа
  2. Качество воды(содержание газов, коррозионная активность)
  3. Привод(источник энергии):– электродвигатель– двигатель внутреннего сгорания– солнечная энергия

 Если насос смонтирован на основании или в колод-це, где он будет защищен от“затопления” во время сильных дождей или при повышении уровня под-земных вод, хорошим выбором будет центробежный самовсасывающий насос или станции повышения давления. Если  расстояние  между  насосом  и  поверхностью воды больше 6–7 метров, следует применить скважинный насос.

Всегда предпочтительнее использование трехфазных скважиных насосов. КПД однофазного асинхронного электродвигателя понижается уже при 5% падении напряжения, а при 10% падении — при пуске двигателя возникают проблемы. В случае, когда используется только однофазный источник электроэнергии и может возникнуть падение напряжения, нужно установить электродвигатель спусковым конденсатором. Также в этом случае можно использовать электродвигатель  с  постоянно  намагниченным  ротором  и преобразователем частоты, обеспечивающий трех-фазный пусковой вращающий момент и постоянный КПД до 15% падения напряжения. При падении напряжения до 35% и в таком электродвигателе воз-никнут потери КПД и проблемы при пуске.

Для откачивания воды из колодца или резервуара можно использовать самовсасывающий насос. Так как в таком насосе имеется клапан на всасывающем патрубке, всасывающий трубопровод не требует заполнения водой. Если перекачиваемая жидкость является коррозионно-активной,  насос  должен  быть  изготовлен  из материалов, стойких к агрессивным веществам, находящимся в воде. Коррозия — проблема, для решения которой часто необходима помощь специалиста. При определении агрессивности воды первым фактором, который должен быть установлен, является значение рН. Долговечность материалов при различных значениях рН показана выше и является исходным справочным материалом. Как видно, нержавеющая сталь является материалом с широкой областью применения, но она имеет также и ограничения.  

При  нахождении  нержавеющей  стали  в  соленой жидкости она может быть подвержена двум типам коррозии: точечной и щелевой. 

Точечная коррозия проявляется в маленьких отверстиях  на  поверхности  нержавеющей  стали и увеличивается, когда имеются  небольшие  дефекты. Точечная коррозия также может возникать там, где имеются вкрапления обычной углеродистой стали на поверхности нержавеющей, например, от опиливания или шлифовки. Поэтому очень важным моментом является чистота поверхности стали после механической обработки.  

Щелевая коррозия появляется, как видно из названия, в трещинах и щелях, когда детали из нержавеющей стали находятся под нагрузкой, а также  после плохой сварки.  

Теоретически оба вида коррозии имеют одну и туже  природу  и  могут  быть  очень  интенсивными  и прогрессировать очень быстро при благоприятных условиях, т. е. в соленой воде(наличие хлоридов), при высоких температурах и низком значении рН.  

В местах с надежным источником электроэнергии, где уровень подземных вод находится ниже 7 метров от поверхности земли, предлагается использовать насосы:

 

В  местах  с  надежным  источником  электроэнергии, где уровень подземных вод находится не ниже 7 метров от поверхности земли, предлагается ис-пользовать четыре типа насосов:


Если электропитания нет, можно использовать бензиновый или дизельный генератор, который подходит для работы всех типов насосов со стандартными электродвигателями. 

Более экономичным для работы насосных систем является использование солнечной энергии, однако это возможно не везде. 

В случае достаточного количества низкооплачиваемой рабочей силы, обеспечить водоснабжение дома и поголовья скота можно с помощью ручных насосов. Но такие насосы не могут подавать воду под давлением. 

Перед окончательным выбором необходимо знать максимальное потребление воды и потребный напор. Разделим потребители воды на две категории: одна категория потребляет воду периодически, другая — длительное время.

Первая категория включает в себя точки водоразбора, потребляющие воду в течение максимум 10 минут,например, умывальники,  кухонные  мойки, туалеты и т.д. Отличительной чертой этой категории является то, что вода никогда не льется одновременно из всех кранов. Семья, состоящая из двух человек, к примеру, обычно может использовать не более двух кранов одновременно, независимо от того, сколько их имеется в доме.

Более того, стиральные и посудомоечные машины забирают воду периодически, в зависимости от установленной программы. Поэтому очевидно, что выбор насоса с очень высокой производительностью экономически невыгоден с точки зрения стоимости, т. к. он будет использован не на полную мощность.  

Возможный максимальный расход насоса - такого расхода на практике фактически не бывает, и он рассчитывается как максимальный расход, который теоретически может иметь место. 

Фактический напор насоса: на работу центробежного насоса при перекачивании воды оказывают влияние несколько факторов:

На  практике 80% продаваемых  насосов  устанавливаются взамен старых, отработавших свой срок. При подборе насоса для  замены  часто  остаются неизвестными такие параметры системы, как воз-раст труб, тип обратного клапана в скважине, тип водопроводных кранов в доме и уровень отложений ржавчины и ила в трубах. Поэтому необходимо предугадать эти факторы для более точного определения коэффициентов трения. 

Во-первых, вы должны узнать тип насоса, который был прежде в данной установке. На основе полученной информации, Вы сможете определить тип нового насоса. Если нет достаточной информации по старому насосу, Вы должны узнать, с какой глубины насос должен качать воду (например, 6,05 м) и какое расстояние от насоса до верхней точки водоразбора (в примере 21,5 м).  Затем  добавьте 10 метров,  соответствующих  необходимому  давлению  в  верхней  точке  водоразбора. После этого определяем общий напор: 
6,05 + 21,5 + 10 = 37,55 метров,  к  этому  значениюнужно добавить примерно 30%, равных 11,26 метра, запас на потери на трение во всасывающем клапа-не, трубопроводе, присоединениях и т. д. Таким образом, фактический напор насоса будет ра-вен: 37,55 + 11,26 = 48,81 метра. 

В некоторых системах такая процедура может при-вести либо к очень высокому, либо к очень низкому напору насоса.  

Если был выбран многоступенчатый насос, эта проблема легко решается путем замены на модель с другим количеством ступеней, без особых изменений в монтаже. 

Последнее, что должно быть сделано перед тем, как установить насос, это определить, способен ли он обеспечить требуемый напор:Местность: 300 метров над уровнем моря Температура воды: 17°С Запас: 1 метрНмакс= А– NPSH – Hтр– Нпар– Нзап. прочн.Нмакс= 10,1 – 1,0 – (0,8 + 0,64) – 0,2 – 1,0Нмакс= 6,46 метра 

Это больше, чем фактическая высота всасывания, равная6,05. Это означает, что насос для установки был выбран правильно.  

Замечание: если имеются какие-либо проблемы, связанные со слишком большой высотой всасывания, насос должен быть смонтирован с трубой всасывания большего диаметра и с обратным клапаном.